JP2013211790A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮影光学系を通過した被写体光を瞳分割して撮像することにより視差のある複数の画像を得る撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus that obtains a plurality of images with parallax by imaging the subject light that has passed through a photographing optical system by dividing the pupil light.
CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどのカラー撮像素子を備え、デジタル画像を取得するデジタルカメラが普及している。特に近年では、撮影光学系を通過した被写体光を瞳分割して撮像することによって、視差のある複数視点の視点画像により構成される立体視可能な視差画像を得る単眼3Dデジタルカメラが知られている。 2. Description of the Related Art Digital cameras that are equipped with color image sensors such as CCD image sensors and CMOS image sensors and acquire digital images have become widespread. Particularly in recent years, a monocular 3D digital camera that obtains a stereoscopically viewable parallax image composed of multiple viewpoint images with parallax by imaging subject light that has passed through a photographing optical system by dividing the pupil is known. Yes.
このような単眼3Dデジタルカメラのカラー撮像素子は、第1群のRGB画素及び第2群のRGB画素が配列された撮像面と、各RGB画素の光電変換素子(PD)に対して被写体光を集光するマイクロレンズと、を有している。第1群のRGB画素は、撮像面に所定パターンで配列されている。第2群のRGB画素は、第1群のRGB画素と同一配列パターンを有し、かつ第1群のRGB画素にそれぞれ隣接するように撮像面に配置されている(特許文献1及び2参照)。
A color image pickup device of such a monocular 3D digital camera transmits subject light to an image pickup surface on which a first group of RGB pixels and a second group of RGB pixels are arranged, and a photoelectric conversion element (PD) of each RGB pixel. And a condensing microlens. The first group of RGB pixels is arranged in a predetermined pattern on the imaging surface. The second group of RGB pixels has the same arrangement pattern as the first group of RGB pixels, and is disposed on the imaging surface so as to be adjacent to each of the first group of RGB pixels (see
第1群のRGB画素は、PDの受光面の中心位置に対して第1の方向に偏心した第1偏心開口部を通して入射した光を受光する。第2群のRGB画素は、PDの受光面の中心位置に対して第1の方向とは反対側の第2の方向に偏心した第2偏心開口部を通して入射した光を受光する。このため、第1群のRGB画素のPD及び第2群のRGB画素のPDは、撮影光学系の左右方向の異なる領域を通過した被写体光をそれぞれ選択的に受光する。これにより、第1群のRGB画素から出力される出力信号によって構成されるL視点画像と、第2群のRGB画素から出力される出力信号によって構成されるR視点画像とにより構成される2視点の視差画像を取得することができる。 The first group of RGB pixels receives light incident through the first eccentric opening that is eccentric in the first direction with respect to the center position of the light receiving surface of the PD. The second group of RGB pixels receives light incident through a second eccentric opening that is decentered in a second direction opposite to the first direction with respect to the center position of the light receiving surface of the PD. Therefore, the PD of the first group of RGB pixels and the PD of the second group of RGB pixels selectively receive subject light that has passed through different regions in the left-right direction of the photographing optical system. Accordingly, two viewpoints configured by an L viewpoint image configured by output signals output from the first group of RGB pixels and an R viewpoint image configured by output signals output from the second group of RGB pixels. The parallax image can be acquired.
一般に、視差画像を取得するためには、撮影レンズ及びカラー撮像素子を2組用意し、これらを平行に配置して撮影を行う必要がある。これに対して、特許文献1及び2に記載のカラー撮像素子を備えるデジタルカメラでは、1組の撮影レンズ及びカラー撮像素子で良いため、簡便な構成で視差画像を取得することができる。
In general, in order to obtain a parallax image, it is necessary to prepare two sets of photographing lenses and color image pickup elements and arrange them in parallel to perform photographing. On the other hand, in the digital camera provided with the color image sensor described in
しかしながら、上記特許文献1及び2に記載のカラー撮像素子では、第1群及び第2群のRGB画素のPDの中心位置に対して、各マイクロレンズの中心(光軸)位置が僅かにずれる場合がある(図10参照)。このようにマイクロレンズが所定の設計位置からずれた場合には、第1群のRGB画素による被写体光の受光量と、第2群のRGB画素による被写体光の受光量とが異なってしまうので、第1群のRGB画素と第2群のRGB画素とに感度差が生じてしまう。その結果、視差画像の画質が低下してしまう。
However, in the color imaging elements described in
本発明の目的は、撮像素子に含まれる複数種類の画素の感度差を調整可能な撮像装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the imaging device which can adjust the sensitivity difference of the multiple types of pixel contained in an image pick-up element.
本発明の目的を達成するための撮像装置は、撮影光学系と、光電変換素子を含む複数種類の画素であって、撮影光学系の互いに異なる複数の領域をそれぞれ通過した被写体光を瞳分割により選択的に受光する複数種類の画素が2次元配列されてなる撮像素子と、複数種類の画素の感度の差に応じて各被写体光の光量を個別調整して、当該複数種類の画素の感度差を光量で調整する光量調整手段と、を備えることを特徴とする。 An imaging apparatus for achieving the object of the present invention is a plurality of types of pixels including a photographing optical system and photoelectric conversion elements, and subject light that has passed through a plurality of different areas of the photographing optical system is divided by pupils. An image sensor in which a plurality of types of pixels that selectively receive light are two-dimensionally arranged, and the amount of light of each subject light is individually adjusted according to the difference in sensitivity between the plurality of types of pixels, and the sensitivity difference between the plurality of types of pixels And a light amount adjusting means for adjusting the light amount by the light amount.
本発明によれば、撮影光学系の互いに異なる複数の領域をそれぞれ通過した被写体光の光量を個別調整することにより、複数種類の画素の感度差を光量で調整することができる。 According to the present invention, the sensitivity difference between a plurality of types of pixels can be adjusted by the amount of light by individually adjusting the amount of light of subject light that has passed through a plurality of different regions of the photographing optical system.
光量調整手段は、各被写体光を通過させる開口を有しており、この開口内の領域の一部の領域ごとに各被写体光の光量を個別調整可能であることが好ましい。複数種類の画素の感度差を調整することができる。 Preferably, the light amount adjusting means has an opening through which each subject light passes, and the light amount of each subject light can be individually adjusted for each of a part of the regions in the opening. It is possible to adjust the sensitivity difference between plural types of pixels.
光量調整手段は、開口内に設けられ、各被写体光の一部をそれぞれ通過させる複数の小開口を有する遮光部と、各小開口に個別に設けられており、各小開口をそれぞれ通過する被写体光の光量を調整する個別光量調整部と、を有することが好ましい。これにより、撮影光学系の互いに異なる複数の領域をそれぞれ通過した各被写体光の分離性が良くなるので、視差がより強調された良好な視差画像データが得られる。 The light amount adjusting means is provided in the opening and has a light-shielding portion having a plurality of small openings through which a part of each subject light passes, and a subject that is individually provided in each small opening and passes through each small opening. It is preferable to have an individual light amount adjustment unit that adjusts the amount of light. As a result, the separability of each subject light that has passed through a plurality of different areas of the photographing optical system is improved, so that good parallax image data with more enhanced parallax can be obtained.
光量調整手段は、開口内に設けられ、被写体光が透過する位置ごとに光透過率を調整可能な光透過部と、光透過部を制御してその中心側から外側に向かって光透過率を段階的に変化させて、光透過部に多重輪帯状の第1光透過領域と、第1光透過領域の内側に位置する第2光透過領域とを形成する第1光透過部制御手段であって、光透過部の中心に対して第2光透過領域の位置を偏心させることで個別調整を行う第1光透過部制御手段と、を備えることが好ましい。これにより、複数種類の画素の感度差を調整することができる。また、直入射光と斜入射光の光量調整、撮像面の全体への均一な被写体光の入射、及び視差の強調が可能となる。 The light amount adjusting means is provided in the opening and is capable of adjusting the light transmittance at each position where the subject light is transmitted, and the light transmittance is controlled from the center side to the outside by controlling the light transmitting portion. The first light transmission control means is a first light transmission control unit that changes in stages to form a first light transmission region in a multiple ring zone and a second light transmission region located inside the first light transmission region. In addition, it is preferable to include first light transmission unit control means for performing individual adjustment by decentering the position of the second light transmission region with respect to the center of the light transmission unit. Thereby, the sensitivity difference of multiple types of pixels can be adjusted. In addition, it is possible to adjust the light amount of the direct incident light and the oblique incident light, to uniformly inject the subject light on the entire imaging surface, and to enhance the parallax.
第1光透過部制御手段は、中心側から外側に向かって光透過部の光透過率を段階的に高くすることが好ましい。これにより、シェーディング補正が可能となる。 The first light transmission part control means preferably increases the light transmittance of the light transmission part stepwise from the center side toward the outside. As a result, shading correction can be performed.
光量調整手段は、開口内に設けられ、被写体光が透過する位置ごとに光透過率を調整可能な光透過部と、各被写体光がそれぞれ透過する光透過部の各光透過領域の光透過率を個別に制御する第2光透過部制御手段であって、光透過部の中心側から外側に向かって各光透過領域の光透過率を個別に段階的に変化させることで個別調整を行う第2光透過部制御手段と、を備えることが好ましい。これにより、複数種類の画素の感度差を調整することができる。また、直入射光と斜入射光の光量調整、撮像面の全体への均一な被写体光の入射、及び視差の強調が可能となる。 The light amount adjusting means is provided in the opening and is capable of adjusting the light transmittance for each position where the subject light is transmitted, and the light transmittance of each light transmitting region of the light transmitting portion through which each subject light is transmitted. A second light transmission part control means for individually controlling the light transmission part, wherein individual adjustment is performed by individually changing the light transmittance of each light transmission region stepwise from the center side to the outside of the light transmission part. And a two-light transmission part control means. Thereby, the sensitivity difference of multiple types of pixels can be adjusted. In addition, it is possible to adjust the light amount of the direct incident light and the oblique incident light, to uniformly inject the subject light on the entire imaging surface, and to enhance the parallax.
第2透過部制御手段は、光透過領域ごとに光透過率を段階的に変化させる際の段階数を異ならせていることが好ましい。これにより、撮影光学系の互いに異なる複数の領域をそれぞれ通過した各被写体光の光量をより正確に制御することができる。 It is preferable that the second transmission part control means has a different number of steps when changing the light transmittance stepwise for each light transmission region. This makes it possible to more accurately control the amount of each subject light that has passed through a plurality of different areas of the photographing optical system.
第2光透過部制御手段は、中心側から外側に向かって各光透過領域の光透過率を段階的に高くすることが好ましい。これにより、シェーディング補正が可能となる。 It is preferable that the second light transmission part control means increases the light transmittance of each light transmission region in a stepwise manner from the center side toward the outside. As a result, shading correction can be performed.
撮影光学系の互いに異なる複数の領域は、撮影光学系の光軸に垂直な第1直線に対して対称な2つの領域であり、第2光透過部制御手段は、光透過部の中心を通りかつ第1直線に平行な第2直線に沿ってこの光透過部を分割してなる第1分割光透過領域及び第2分割光透過領域の光透過率をそれぞれ段階的に変化させることが好ましい。これにより、良好な2視点(L,R視点)の視点画像を含む視差画像データが得られる。 The plurality of different regions of the photographic optical system are two regions that are symmetrical with respect to the first straight line perpendicular to the optical axis of the photographic optical system, and the second light transmission unit control means passes through the center of the light transmission unit. In addition, it is preferable that the light transmittances of the first divided light transmission region and the second divided light transmission region obtained by dividing the light transmission portion along a second straight line parallel to the first straight line are changed stepwise. Thereby, parallax image data including viewpoint images of two favorable viewpoints (L and R viewpoints) can be obtained.
撮像素子は、各被写体光をそれぞれ複数種類の画素の光電変換素子に集光するマイクロレンズを有していることが好ましい。 The imaging element preferably has a microlens for condensing each subject light on the photoelectric conversion elements of a plurality of types of pixels.
撮像素子には、複数種類の画素により構成される画素ブロックが2次元配列されており、各画素ブロック上に1個ずつ設けられたマイクロレンズであって、各小開口を通過した各被写体光をそれぞれ複数種類の画素の光電変換素子に集光するマイクロレンズを備えることが好ましい。これにより、視差がより強調された良好な多視点の視差画像データが得られる。 The image sensor is a two-dimensional array of pixel blocks composed of a plurality of types of pixels, each of which is a microlens provided on each pixel block, and receives each subject light that has passed through each small aperture. It is preferable to provide a microlens that collects light on a plurality of types of pixel photoelectric conversion elements. Thereby, favorable multi-viewpoint parallax image data with more enhanced parallax can be obtained.
画素ブロックには、N2(Nは2以上の自然数)種類の画素が正方行列状に配列されており、遮光部には、N2個の小開口及び個別光量調整部が正方行列状に配列されていることが好ましい。これにより、視差がより強調された良好な多視点の視差画像データが得られる。 The pixel block, N 2 (N is a natural number of 2 or more) types of pixels are arranged in a square matrix shape, the light shielding part, N 2 pieces of small openings and the individual light quantity adjusting unit arranged in a square matrix It is preferable that Thereby, favorable multi-viewpoint parallax image data with more enhanced parallax can be obtained.
複数種類の画素の感度の差は、マイクロレンズの位置ずれに起因することが好ましい。 It is preferable that the difference in sensitivity between the plurality of types of pixels is caused by the positional deviation of the microlens.
光量調整手段は液晶シャッタであることが好ましい。 The light amount adjusting means is preferably a liquid crystal shutter.
複数種類の画素の各々の出力信号によりそれぞれ構成される複数の画像を含む視差画像を生成する画像生成手段を備えることが好ましい。 It is preferable to include image generation means for generating a parallax image including a plurality of images respectively constituted by output signals of a plurality of types of pixels.
本発明の撮像装置は、撮影光学系の互いに異なる複数の領域をそれぞれ通過した被写体光の光量を個別調整して複数種類の画素の感度差を光量で調整することができるので、例えばマイクロレンズの位置ずれなどが発生している場合でも良好な視差画像が得られる。 The image pickup apparatus of the present invention can individually adjust the amount of light of subject light that has passed through a plurality of different regions of the photographing optical system to adjust the sensitivity difference between a plurality of types of pixels by the amount of light. A good parallax image can be obtained even when a positional shift or the like occurs.
[第1の実施形態のデジタルカメラの全体構成]
図1に示すように、本発明の撮像装置に相当するデジタルカメラ2のカメラ本体3の前面には、レンズ鏡筒や撮像光学系などを含んで構成される撮像部4、ストロボ発光部5などが設けられている。カメラ本体3の上面には、シャッタボタン6、電源スイッチ7などが設けられている。
[Overall Configuration of Digital Camera of First Embodiment]
As shown in FIG. 1, on the front surface of a
図2に示すように、カメラ本体3の背面には表示部8、操作部9が設けられている。表示部8は、撮影待機状態時には電子ビューファインダとして機能し、ライブビュー像(スルー画ともいう)を表示する。また、画像再生時にはメモリカード10に記録されている画像データに基づき、表示部8に画像が再生表示される。
As shown in FIG. 2, a
操作部9は、モード切替スイッチ、十字キー、実行キーなどから構成されている。モード切替スイッチは、デジタルカメラ2の動作モードを切り替える際に操作される。デジタルカメラ2は、通常の撮影画像を得る通常撮影モード、立体視可能な視差画像を得る3D撮影モード、各撮影モードで得られた各画像を再生表示する再生モードなどを有する。
The
十字キーや実行キーは、表示部8にメニュー画面や設定画面を表示したり、これらメニュー画面や設定画面内に表示されるカーソルを移動したり、デジタルカメラ2の各種設定を確定したりする際などに操作される。
The cross key and the execution key are used to display a menu screen or a setting screen on the
カメラ本体3の底面には、図示は省略するが、メモリカード10が着脱自在に装填されるカードスロットと、このカードスロットの開口を開閉する装填蓋とが設けられている。
Although not shown, a card slot in which the
図3に示すように、デジタルカメラ2のCPU11は、操作部9からの制御信号に基づき、メモリ13から読み出した各種プログラムやデータを逐次実行して、デジタルカメラ2の各部を統括的に制御する。なお、メモリ13のRAM領域は、CPU11が処理を実行するためのワークメモリや、各種データの一時保管先として機能する。
As shown in FIG. 3, the
撮像部4には、ズームレンズ15及びフォーカスレンズ16を含む撮影光学系17、メカシャッタ18などが組み込まれている。ズームレンズ15及びフォーカスレンズ16は、それぞれズーム機構19、フォーカス機構20により駆動され、撮影光学系17の光軸O1に沿って前後移動される。
The
メカシャッタ18は、液晶シャッタ22及びカラー撮像素子23への被写体光の入射を阻止する閉じ位置と、被写体光の入射を許容する開き位置との間で移動する可動部(図示は省略)を有する。メカシャッタ18は、可動部を各位置に移動させることによって、撮影光学系17からカラー撮像素子23へと至る光路を開放/遮断する。また、メカシャッタ18には、液晶シャッタ22及びカラー撮像素子23に入射する被写体光の光量を制御する絞りが含まれている。メカシャッタ18、ズーム機構19、及びフォーカス機構20は、レンズドライバ25を介してCPU11によって動作制御される。
The
撮像部4の背後には、液晶シャッタ(光量調整手段)22及びカラー撮像素子23が配置されている。液晶シャッタ22は、撮影光学系17の異なる領域をそれぞれ通過した被写体光の光量を個別調整する。シャッタドライバ26は、CPU11の制御の下で液晶シャッタ22による光量の個別調整を制御する。
A liquid crystal shutter (light amount adjusting means) 22 and a
カラー撮像素子23は、撮影光学系17及び液晶シャッタ22を通過した被写体光を電気的な出力信号に変換して出力する。なお、カラー撮像素子23は、CCD(Charge Coupled Device)カラー撮像素子、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カラー撮像素子などの各種類の撮像素子であってもよい。撮像素子ドライバ27は、CPU11の制御の下でカラー撮像素子23の駆動を制御する。
The
信号調整回路28は、カラー撮像素子23から出力される出力信号に各種の信号調整処理を施す。なお、信号調整回路28は、カラー撮像素子23がCCD型の場合にはCDS/AGC回路やA/D変換回路などで構成され、カラー撮像素子23がCMOS型の場合にはアンプなどで構成される。なお、信号調整回路28の構成は適宜変更してもよい。
The
画像処理回路29は、カラー撮像素子23から信号調整回路28を経て入力される出力信号に対して階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種処理を施して画像データを生成する。この画像処理回路29は、通常画像生成部29aと視差画像生成部(画像生成手段)29bとを含んで構成されている。通常画像生成部29aは通常撮影モード時に作動して通常撮影画像データを生成する。視差画像生成部29bは3D撮影モード時に作動して視差画像データを生成する。
The
圧縮伸長処理回路31は、画像処理回路29で処理された各画像データに対して圧縮処理を施す。また、圧縮伸長処理回路31は、メディアI/F32を介してメモリカード10から得られた圧縮画像データに対して伸長処理を施す。メディアI/F32は、メモリカード10に対する各画像データの記録及び読み出しなどを行う。
The compression /
表示部8はスルー画像や再生画像などを表示する。この表示部8としては、視差画像データに基づき立体画像の観察が可能な各種モニタが用いられる。なお、立体画像の表示方式は、レンチキュラ方式、視差バリア方式、パララックスバリア方式、アナグリフ方式、フレームシーケンシャル方式、ライトディレクション方式などの各種方式を用いてよい。
The
なお、図示は省略するが、デジタルカメラ2にはオートフォーカス用のAF検出回路やAE検出回路などが設けられている。CPU11は、AF検出回路の検出結果に基づき、レンズドライバ25を介してフォーカス機構20を駆動することでAF処理を実行する。また、CPU11は、AE検出回路の検出結果に基づき、レンズドライバ25を介してメカシャッタ18を駆動することでAE処理を実行する。
Although not shown, the digital camera 2 is provided with an autofocus AF detection circuit, an AE detection circuit, and the like. The
[カラー撮像素子の構成]
図4及び図5に示すように、カラー撮像素子23の撮像面23a上には、本発明の複数種類の画素に相当する第1群の画素RA、GA、BAと第2群の画素RB、GB、BBとが2次元配列されている。第1群の画素RA、GA、BAは第1光電変換素子(以下、単に第1PDという)37Aを含んで構成され、第2群の画素RB、GB、BBは第2光電変換素子(以下、単に第2PDという)37Bを含んで構成されている。なお、第1PD37Aと第2PD37Bとは基本的には同じものである。
[Configuration of color image sensor]
As shown in FIGS. 4 and 5, on the
第1群の画素RA、GA、BAは、カラー撮像素子23の奇数画素ライン上において水平・垂直方向にピッチPでマトリクス状に配列されている。具体的には、第1群の画素GA及び画素RAを水平方向に交互にピッチPで配列してなるGR画素列38aと、第1群の画素BA及び画素GAを水平方向に交互にピッチPで配列してなるBG画素列38bとが垂直方向にピッチPで配列されている。
The first group of pixels R A , G A , and B A are arranged in a matrix at a pitch P in the horizontal and vertical directions on the odd-numbered pixel lines of the
第2群の画素RB、GB、BBは、カラー撮像素子23の偶数画素ライン上において、第1群の画素RA、GA、BAと同じ配列パターン(水平・垂直方向にピッチPでマトリクス状)に配列されている。具体的には、第2群の画素GB及び画素RBを水平方向に交互にピッチPで配列してなるGR画素列39aと、第2群の画素BB及び画素GBを水平方向に交互にピッチPで配列してなるBG画素列39bとが垂直方向にピッチPで配列されている。ただし、各画素配列39a,39bの各画素は、各画素配列38a,38bの各画素に対してそれぞれ水平方向に1/(2P)ずらした位置に配列されている。
The second group of pixels R B , G B , and B B are arranged on the even pixel lines of the
このように撮像面23aには、GR画素配列38a、GR画素配列39a、BG画素配列38b、BG画素配列39bが垂直方向に交互に繰り返して設けられている。なお、図4及び図5は、第1群の画素RA、GA、BAと、第2群の画素RB、GB、BBとの画素配列の一例を示したものであり、各画素の配列は適宜変更してもよい。また、撮像面23aのうち、第1群の画素RA、GA、BAが配列されている領域を「A面」といい、第2群の画素RB、GB、BBが配列されている領域を「B面」ともいう。
As described above, the
GR画素配列38a(図5中のX1−X1’線)の断面を示す図6と、GR画素配列39a(図5中のX2−X2’線)の断面を示す図7とにおいて、半導体基板(sub)42の表層には第1PD37Aと第2PD37Bとがそれぞれ形成されている。なお、半導体基板42には、図示は省略するが、各画素の駆動や信号出力に用いられる各種回路が設けられている。
6 showing a cross section of the
半導体基板42上には光透過性の絶縁膜43が設けられている。ここで「〜上」とは、半導体基板42からマイクロレンズ48に向かう方向(図中上方向)を指す。絶縁膜43上には遮光膜44が設けられている。遮光膜44は、第1PD37A上に形成された第1偏心開口44aと、第2PD37B上に形成された第2偏心開口44bとを有している。
A light-transmissive insulating
第1偏心開口44aは、第1PD37Aの中心に対して図中右方向にずれた位置に形成されている。これにより、第1PD37Aの略左半分の領域(以下、単に左領域という)は遮光膜44で覆われ、逆に略右半分の領域(以下、単に右領域という)は露呈する。一方、第2偏心開口44bは、第2PD37Bの中心に対して図中左方向にずれた位置に形成されている。これにより、第2PD37Bの右領域は遮光膜44で覆われ、逆に左領域は露呈する。
The first
遮光膜44上には、表面が平坦な光透過性の平坦化層45が設けられている。平坦化層45上には、R、G、Bの各色の画素にそれぞれ対応する位置にR、G、Bの各色のカラーフィルタ46が設けられている。
On the
各色のカラーフィルタ46上で、かつ第1及び第2PD37A,37Bの上方位置には、それぞれマイクロレンズ48が設けられている。なお、カラーフィルタ46とマイクロレンズ48との間にも透光性の平坦層などの各種層が設けられていてもよい。また、符号「O2」はマイクロレンズ48の光軸である。
A
マイクロレンズ48に図中左斜め方向から入射した被写体光50Lは、マイクロレンズ48により第1偏心開口44aを通して第1PD37Aの右領域に集光されるが、遮光膜44で覆われている第2PD37Bの右領域には集光されない。逆に、マイクロレンズ48に図中右斜め方向から入射した被写体光50Rは、マイクロレンズ48により第2偏心開口44bを介して第2PD37の左領域に集光されるが、遮光膜44で覆われている第1PD37の左領域には集光されない。従って、遮光膜44が瞳分割を行う瞳分割部として機能する。
The
図8に示すように、被写体光50L,50Rは、撮影光学系17(ズームレンズ15及びフォーカスレンズ16)の光軸O1に垂直な第1直線L1に対して対称な領域、すなわち、撮影光学系17の左右方向の異なる左領域17L、右領域17Rをそれぞれ通過した被写体光である。なお、図8では、図面の煩雑化を防止するため両レンズ15,16を一体化して図示している。
As shown in FIG. 8, the
図6及び図7に戻って、カラー撮像素子23に入射した被写体光が遮光膜44により瞳分割されることで、第1PD37A(第1群の画素RA、GA、BA)は被写体光50Lに対して感度が高くなり、第2PD37B(第2群の画素RB、GB、BB)は被写体光50Rに対して感度が高くなる。
Returning to FIG. 6 and FIG. 7, subject light incident on the
図1に示した通常画像生成部29aは、通常撮影モード時に例えば第1群の画素RA、GA、BA(第2群の画素RB、GB、BBでも可)から出力される出力信号に基づき、通常撮影画像データを生成する。
The normal
また、視差画像生成部29bは、3D撮影モード時に第1群の画素RA、GA、BAからの出力信号に基づき被写体をL視点側から見たときのL視点画像データを生成し、第2群の画素RB、GB、BBからの出力信号に基づき被写体をR視点側から見たときのR視点画像データを生成する。L視点画像データに基づく画像と、R視点画像データに基づく画像とには視差が生じているので立体視が可能である。
In addition, the parallax
この際に、図9に示すようにマイクロレンズ48は、その中心位置(光軸O2)が各PD37A,37Bの中心上に位置するように形成される。しかしながら、図10に示すように、実際には製造工程上の誤差などに起因して、マイクロレンズ48はその中心位置(光軸O2)が各PD37A,37Bの中心に対して僅かにずれている。なお、各マイクロレンズ48は、例えばフォトリソ法やエッチング法などを用いて一括形成されるので、全てのマイクロレンズ48が同方向にずれる。
At this time, as shown in FIG. 9, the
各マイクロレンズ48に所定の設計位置からの位置ずれが発生しているので、各PD37A,37Bにそれぞれ入射する被写体光50L,50Rの光量に差が生じる。その結果、第1群の画素RA、GA、BAの感度(以下、単に第1群画素感度という)と、第2群の画素RB、GB、BBの感度(以下、単に第2群画素感度という)とに差が生じてしまう。このため、デジタルカメラ2では、第1群画素感度と第2群画素感度との感度差が0(ほぼ0を含む)になるように、液晶シャッタ22を用いて、撮影光学系17の左右領域17L,17Rをそれぞれ透過した被写体光50L,50Rの光量を個別に調整する。
Since each
なお、カラー撮像素子23の構造は、図6及び図7に示した例に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。例えば遮光膜44をカラーフィルタ46の上層に設けてもよい。また、第1及び第2偏心開口44a,44bが三角形状に形成されているが、開口形状は特に限定はされない。さらに遮光膜44以外の瞳分割部を用いてもよい。
The structure of the
[液晶シャッタ及びその光量調整に係る構成]
図11(A)に示すように、液晶シャッタ22は、枠体51と、この枠体51の開口51aに設けられた光透過部22aとを有する。光透過部22aは、光透過性を有する各種の液晶パネルで構成される。光透過部22aは、個々の液晶素子ごとに光の透過率(透過光量)を調整することができるので、被写体光が透過する位置ごとに光透過率を調整することができる。
[Configuration related to liquid crystal shutter and light amount adjustment thereof]
As shown in FIG. 11A, the
例えば図11(B)に示すように、被写体光50Lが透過する光透過部22aの左光透過領域52Lの透過率を、被写体光50Rが透過する光透過部22aの右光透過領域52Rの透過率をよりも低くすることで、カラー撮像素子23に入射する被写体光50Lの光量を被写体光50Rの光量よりも低くすることができる。また逆に、右光透過領域52Rの光透過率を左光透過領域52Lの光透過率よりも低くすることで、カラー撮像素子23に入射する被写体光50Rの光量を被写体光50Lの光量よりも低くすることができる。すなわち、開口内51aの領域の一部の領域(本実施形態では左右光透過領域52L,52R)ごとに被写体光50L,50Rの光量を個別調整可能である。このような液晶シャッタ22の光透過率の調整は、CPU11により実行される。
For example, as shown in FIG. 11B, the transmittance of the left
図12に示すように、CPU11はメモリ13から読み出したプログラムを実行することにより光量制御部54として機能する。光量制御部54は、メモリ13に予め格納された光量補正データ55に基づき、シャッタドライバ26を介して光透過部22aの光透過率を調整する。これにより、液晶シャッタ22が本発明の光量調整手段として機能する。
As illustrated in FIG. 12, the
光量補正データ55は、第1群画素感度と第2群画素感度との感度差が0(ほぼ0を含む)になるように光透過部22aの光透過率を調整するためのデータである。この光量補正データ55は、例えばカラー撮像素子23の出荷検査時などに外部の素子検査装置56により求められる。
The light
図13に示すように、検査光源57からカラー撮像素子23の撮像面23aに向けて検査光(テレセン光など)を照射しながら、検査光の入射角度(具体的には左右方向の入射角度)が−θから+θ、例えば−30°から+30°に変化するように検査光源57を移動する。そして、これと同時に第1群の画素RA、GA、BA及び第2群の画素RB、GB、BBから出力される出力信号の大きさを素子検査装置56で測定する。これにより、本発明の画素の感度の差を示す入射角度依存性情報58(図14参照)が得られる。
As shown in FIG. 13, while irradiating inspection light (such as telecentric light) from the
図14に示すように、入射角度依存性情報58は、マイクロレンズ48の位置ずれなどに起因する第1群画素感度と第2群画素感度との感度差(以下、単に画素感度差という)を表す情報である。波形WAは第1群の画素RA、GA、BAの出力信号の測定結果を示し、波形WBは第2群の画素RB、GB、BBの出力信号の測定結果を示している。
As shown in FIG. 14, the incident
マイクロレンズ48の位置ずれが発生している場合には、両波形WA,WBのピークの高さがずれるとともに、両波形WA,WBのピークの中間位置が0°からずれる。図14に示した例では、波形WAのピークの高さが波形WBのピークの高さよりも高くなっているので、第1群画素感度が第2群画素感度よりも高くなることが判別される。このような入射角度依存性情報58に基づき画素感度差を求めることができる。
When the position of the
素子検査装置56は、入射角度依存性情報58から求めた画素感度差に基づき、光量補正データ55として、画素感度差が0(ほぼ0も含む)になるように調整可能な左右光透過領域52L,52Rの光透過率を求める。具体的には、感度が高い方の画素に入射する被写体光の光量を、感度が低い方の画素に入射する被写体光の光量よりも低下させることで画素感度差が調整されるため、感度が高い方の画素に入射する被写体光の光量が低下するように左右光透過領域52L,52Rの光透過率を求める。例えば画素感度差と最適な左右光透過領域52L,52Rの光透過率との関係を示す各種情報(データテーブルや演算式)を予め実験やシミュレーション等で求めておくことで、画素感度差から最適な左右光透過領域52L,52Rの光透過率を決定することができる。こうして光量補正データ55が得られる。
Based on the pixel sensitivity difference obtained from the incident
素子検査装置56により求められた光量補正データ55は、カラー撮像素子23が搭載されるデジタルカメラ2のメモリ13に格納される。なお、素子検査装置56から光量補正データ55を取得する代わりに、素子検査装置56から入射角度依存性情報58(画素感度差)を取得して、この入射角度依存性情報58に基づき光量制御部54が光量補正データ55を求めてもよい。
The light
図15に示すように、光量制御部54は、光量補正データ55に基づき左右光透過領域52L,52Rの光透過率をそれぞれ調整することで、被写体光50L,50Rの光量を個別調整する。なお、ここでいう個別調整には、感度が低い方の画素に入射する被写体光の光量を調整しないことも含まれる。
As shown in FIG. 15, the light
例えば第1群画素感度が第2群画素感度よりも高い場合に、光量制御部54は、光量補正データ55に従って左光透過領域52Lの光透過率を低くする。なお、図15は、図11(B)に示したX3−X3’線に沿う液晶シャッタ22の光透過率の変化を示す。また逆に、第2群画素感度が第1群画素感度よりも高い場合には、光量補正データ55に従って右光透過領域52Rの光透過率を低くする。
For example, when the first group pixel sensitivity is higher than the second group pixel sensitivity, the light
[第1実施形態のデジタルカメラの作用]
次に、図16に示すフローチャートを用いて上記構成のデジタルカメラ2の作用について説明を行う。操作部9にて撮影モードが通常撮影モードまたは3D撮影モードが設定されると(ステップS1)、CPU11の光量制御部54が作動してメモリ13から光量補正データ55を読み出す(ステップS2)。
[Operation of Digital Camera of First Embodiment]
Next, the operation of the digital camera 2 configured as described above will be described using the flowchart shown in FIG. When the shooting mode is set to the normal shooting mode or the 3D shooting mode by the operation unit 9 (step S1), the light
次いで、光量制御部54は、メモリ13から読み出した光量補正データ55に基づき、シャッタドライバ26を介して液晶シャッタ22(光透過部22a)の左右光透過領域52L,52Rの光透過率を個別調整する。例えば図14に示したように、マイクロレンズ48の位置ずれに起因して第1群画素感度が第2群画素感度よりも高くなる場合には、左光透過領域52Lの光透過率を光量補正データ55で定められた分だけ低くする(ステップS3)。
Next, the light
このように左光透過領域52Lの光透過率を低く調整することで、第1群の画素RA、GA、BAの第1PD37Aに入射する被写体光50Lの光量を低く調整することができる。一方、右光透過領域52Rの光透過率は左光透過領域52Lの光透過率よりも高く設定されているので、第2群の画素RB、GB、BBの第2PD37Bに入射する被写体光50Rの光量は第1PD37Aに入射する被写体光50Lの光量よりも大きくなる。
In this way, by adjusting the light transmittance of the left
図17に示すように、被写体光50Lの光量を被写体光50Rの光量よりも低くするこことで、第1群画素感度が相対的に低くなるため、画素感度差が調整される。なお、第2群画素感度が第1群画素感度よりも高くなる場合には、右光透過領域52Rの光透過率を左光透過領域52Lの光透過率よりも低くすることで、撮像面23aに入射する被写体光50Rの光量を被写体光50Lの光量よりも低くする。これにより、第2群画素感度が相対的に低くなるので画素感度差が調整される。
As shown in FIG. 17, since the first group pixel sensitivity is relatively lowered by making the light amount of the
図16に戻って、液晶シャッタ22による光量調整と同時あるいは光量調整後に、CPU11はレンズドライバ25を介してメカシャッタ18の動作を制御するとともに、撮像素子ドライバ27を介してカラー撮像素子23を駆動する(ステップS4)。所定のシャッタ速度でメカシャッタ18が開閉され、カラー撮像素子23の各画素にそれぞれ信号電荷が蓄積する。そして、撮像素子ドライバ27の制御の下、第1群の画素RA,GA,BA及び第2群の画素RB,GB,BBからそれぞれ出力信号が出力される。
Returning to FIG. 16, the
<通常撮影モード>
撮影モードとして通常撮影モードが設定されている場合には、通常画像生成部29aが作動する。通常画像生成部29aは、第1群の画素RA,GA,BAからの出力信号に基づき通常撮影画像データを生成し、これを一定のタイミングで表示部8へ出力する。これにより、表示部8にスルー画像が表示される。また、同時にAF処理やAE処理などの撮影準備処理も同時に行われる。
<Normal shooting mode>
When the normal shooting mode is set as the shooting mode, the normal
シャッタボタン6が押下されると、通常画像生成部29aにて1フレーム分の通常撮影画像データが生成される。この通常撮影画像データは、圧縮伸長処理回路31にて圧縮された後、メディアI/F32を介してメモリカード10に記録される(ステップS5)。
When the
<3D撮影モード>
撮影モードとして3D撮影モードが設定されている場合には、視差画像生成部29bが作動して、第1群の画素RA,GA,BA及び第2群の画素RB,GB,BBのそれぞれからの出力信号に基づき、L視点画像データ、R視点画像データを生成する。視差画像生成部29bは、L,R視点画像データの少なくとも一方を一定のタイミングで表示部8へ出力する。これにより、表示部8にスルー画像が表示される。
<3D shooting mode>
When the 3D shooting mode is set as the shooting mode, the parallax
シャッタボタン6が押下されると、視差画像生成部29bにて1フレーム分のL,R視点画像データが生成される。これらL,R視点画像データは、圧縮伸長処理回路31にて視差画像データとして圧縮された後、メディアI/F32を経由してメモリカード10に記録される(ステップS6)。なお、メモリカード10に記録された視差画像データは、デジタルカメラ2の動作モードを再生モードに切り替えることにより、表示部8に立体視可能に表示される。以下、撮影を継続する場合には上述の処理が繰り返し実行される。なお、動画撮影時には、複数フレーム分のL,R視点画像データ(L,Rフレーム画像データという)で構成される動画像ファイルが生成されて、メモリカード10に記録される。
When the
<デジタルカメラの作用効果>
マイクロレンズ48の位置ずれが発生している場合でも、液晶シャッタ22による被写体光50L,50Rの光量の個別調整により画素感度差を調整することができるので、良好な視差画像データが得られる。
<Effects of digital camera>
Even when the position of the
なお、上記第1実施形態では、左右2視点の視差画像データを得るデジタルカメラについて説明したが、3視点以上の視差画像を得る場合にはこれに対応して液晶シャッタ22の光透過領域を3つ以上の領域に分けて個々の領域の光透過率を調整すればよい。
In the first embodiment, the digital camera that obtains the left and right viewpoint parallax image data has been described. However, when the parallax image of three viewpoints or more is obtained, the light transmission area of the
[第2実施形態のデジタルカメラ(液晶シャッタ)の構成]
次に、本発明の第2実施形態のデジタルカメラについて説明を行う。上記第1実施形態のデジタルカメラ2の液晶シャッタ22は、その左右光透過領域52L,52Rの全面で被写体光50L,50Rを透過させる。これに対して、第2実施形態のデジタルカメラの液晶シャッタは、被写体光50L,50Rのそれぞれ一部のみを透過させる。
[Configuration of Digital Camera (Liquid Crystal Shutter) of Second Embodiment]
Next, a digital camera according to the second embodiment of the present invention will be described. The
なお、第2実施形態のデジタルカメラは、第1の実施形態のデジタルカメラ2とは異なる液晶シャッタ60を有する点を除けば、基本的には第1の実施形態と同じ構成である。このため、第1の実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 The digital camera of the second embodiment has basically the same configuration as that of the first embodiment except that the liquid crystal shutter 60 is different from that of the digital camera 2 of the first embodiment. For this reason, the same functions and configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図18に示すように、液晶シャッタ60は、枠体51の開口51aに設けられており、被写体光50L,50Rの一部をそれぞれ透過させる小開口61L,61Rを有する遮光部62と、小開口61L,61Rにそれぞれ設けられた個別光量調整部63L,63Rとを備えている。この液晶シャッタ60は、いわゆる2重極の形状を有している。
As shown in FIG. 18, the liquid crystal shutter 60 is provided in the
小開口61L,61Rは、遮光部62の左右領域のそれぞれ中央部(略中央部)に設けられている。このため、液晶シャッタ60に入射した被写体光50L,50Rの中で小開口61L,61R以外の箇所に入射した光は遮光部62により遮光される。これにより、被写体光50L,50Rのそれぞれ一部のみが透過される。
The
個別光量調整部63L,63Rは、第1実施形態の光透過部22aと同様に光透過性を有する各種の液晶パネルで構成されており、それぞれ光量制御部54により光透過率が調整される。
The individual light
図19に示すように、個別光量調整部63Rの透過率を個別光量調整部63Lの透過率をよりも低くすることで、被写体光50Rの光量を被写体光50Lの光量よりも低くすることができる。また、図示は省略するが、個別光量調整部63Lの光透過率を個別光量調整部63Rの光透過率よりも低くすることで、被写体光50Lの光量を被写体光50Rの光量よりも低くすることができる。すなわち、開口51a内の領域の一部の領域(個別光量調整部63L,63R)ごとに被写体光50L,50Rの光量を個別調整可能である。これにより、第1実施形態と同様に、被写体光50L,50Rの光量を個別調整して画素感度差を調整することができるので、良好な視差画像データが得られる。
As shown in FIG. 19, by making the transmittance of the individual light
また、2重極の形状の液晶シャッタ60では、小開口61L,61R以外に入射した被写体光は遮光される、すなわち、図18に示した液晶シャッタ60の左右方向の中央部に入射した被写体光が遮光される。その結果、図20に示すように、被写体光50L,50Rの分離性が良くなるので、視差がより強調された視差画像データが得られる。
Further, in the liquid crystal shutter 60 having a double pole shape, the subject light that has entered other than the
なお、小開口61L,61R内に個別光量調整部63L,63Rをそれぞれ設ける代わりに、小開口61L,61Rの開口径を調整することにより、被写体光50L,50Rの光量を個別調整してもよい(後述の第5及び第6実施形態も同様)。
Instead of providing the individual light
[第3の実施形態のデジタルカメラ(液晶シャッタ)の構成]
次に、本発明の第3実施形態のデジタルカメラについて説明を行う。上記第1実施形態のデジタルカメラ2では液晶シャッタ22に半円板状の左右光透過領域52L,52Rを形成しているが、第3実施形態のデジタルカメラでは液晶シャッタ22に多重輪帯形状の光透過領域を形成する。
[Configuration of Digital Camera (Liquid Crystal Shutter) of Third Embodiment]
Next, a digital camera according to a third embodiment of the present invention will be described. In the digital camera 2 of the first embodiment, the
なお、第3実施形態のデジタルカメラは、液晶シャッタ22に形成される光透過領域の形状が異なる点を除けば基本的には第1の実施形態と同じ構成である。このため、第1の実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
The digital camera of the third embodiment has basically the same configuration as that of the first embodiment except that the shape of the light transmission region formed on the
図21及びこの図中のX5−X5’方向に沿う光透過部22aの光透過率の変化を示す図22において、第3実施形態のデジタルカメラは、第1実施形態とは異なる光量調整部(第1光透過部制御手段)66を備えている。光量制御部66は、シャッタドライバ26を介して光透過部22aの光透過率を調整する。
In FIG. 21 and FIG. 22 showing the change in the light transmittance of the
第3実施形態の光量制御部66は、光透過部22aを制御してその中心側から外側に向かって光透過率を段階的に高くする。これにより、光透過部22aには多重輪帯状の光透過領域(以下、輪帯状光透過領域という)68と、輪帯状光透過領域68の内側に位置する円板状の光透過領域(以下、中央光透過領域という)69とが形成される。輪帯状光透過領域68は本発明の第1光透過領域に相当し、中央光透過領域69は本発明の第2光透過領域に相当する。
The light
光透過部22aに多重輪帯状の輪帯状光透過領域68を形成することで、撮像素子23の撮像面23aに垂直に入射する垂直入射光の光量と、撮像面23aに斜めに入射する斜入射光の光量とを調整することができる。これにより、撮像面23aの全体に均一に被写体光を入射させることができる。また、撮像面23aの内側(中心側)と外側に入射する被写体光の光量を調整することで、視差がより強調された視差画像データが得られる。さらに、光透過部22aの外側の光透過率を高くかつ内側の光透過率を低くすることで、シェーディング補正を行うことができる。
By forming a multi-annular ring-shaped
なお、輪帯状光透過領域68の数及びその個々の領域の幅(輪帯幅)は、特に限定されるものではなく、例えば実験やシミュレーションを行って適宜決定してもよい。
Note that the number of the ring-shaped
マイクロレンズ48の位置ずれが発生している場合には、図23及びこの図中のX5a−X5a’方向に沿う光透過部22aの光透過率の変化を示す図24において、光量制御部66は、中央光透過領域69の中心位置を光透過部22aの中心に対して左右方向に偏心させる。これにより、開口51a内の領域の一部の領域ごとに被写体光50L,50Rの光量を個別調整することができる。
When the position of the
例えば、第1群画素感度よりも第2群画素感度が高い場合には、中央光透過領域69の中心位置を右方向に偏心させる。これにより、被写体光50Rの光量を低下させることができるので、第2群画素感度を低くすることができる。また逆に、第2群画素感度よりも第1群画素感度が高い場合には、中央光透過領域69の中心位置を左方向に偏心させる。これにより、被写体光50Lの光量を低下させることができるので、第1群画素感度を低くすることができる。なお、マイクロレンズ48の位置ずれ方向に応じて、中央光透過領域69を図23中の右上方向、右下方向、左上方向、左下方向に偏心させてもよい。
For example, when the second group pixel sensitivity is higher than the first group pixel sensitivity, the center position of the central
中央光透過領域69を偏心させる偏心方向及びその偏心量は、図21に示した光量補正データ70に基づき決定される。光量補正データ70は、第1実施形態の光量補正データ55と同様に素子検査装置56により求められる。
The decentering direction and the decentering amount for decentering the central
前述の素子検査装置56は、図14に示した入射角度依存性情報58に基づき、画素感度差が0(ほぼ0を含む)になるような中央光透過領域69の偏心方向及びその偏心量を決定し、この決定結果を光量補正データ70としてメモリ13に格納する。例えば入射角度依存性情報58から求めた画素感度差と、最適な中央光透過領域69の偏心方向及びその偏心量との関係を示す各種情報(データテーブルや演算式)を予め求めておくことで、中央光透過領域69の偏心方向及びその偏心量を決定することができる。この際に、輪帯状光透過領域68の各領域の数、大きさ(輪帯幅)、及び光透過率と、中央光透過領域69の大きさ及び光透過率とについても同時に決定してもよい。
Based on the incident
光量制御部66は、メモリ13に格納された光量補正データ70により定められた偏心方向及び偏心量に従って中央光透過領域69を偏心させることにより、被写体光50L,50Rの光量を個別調整する。これにより、第1及び第2実施形態と同様に、画素感度差を調整することができるので、良好な視差画像データが得られる。さらに、液晶シャッタ22に多重輪帯形状の光透過領域を形成することで、視差をより強調させることができる。
The light
[第4の実施形態のデジタルカメラ(液晶シャッタ)の構成]
次に、本発明の第4実施形態のデジタルカメラについて説明を行う。上記第3実施形態のデジタルカメラでは画素感度差を調整するために中央光透過領域69を偏心させているが、第4実施形態のデジタルカメラでは光透過部22aを左右領域に分割してそれぞれに半輪帯状の光透過領域を形成する。
[Configuration of Digital Camera (Liquid Crystal Shutter) of Fourth Embodiment]
Next, a digital camera according to a fourth embodiment of the present invention will be described. In the digital camera of the third embodiment, the central
なお、第4実施形態のデジタルカメラは、第3実施形態と同様に基本的には第1の実施形態と同じ構成である。このため、第1の実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 The digital camera of the fourth embodiment has basically the same configuration as that of the first embodiment, as in the third embodiment. For this reason, the same functions and configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図25及びこの図中のX6−X6’方向に沿う光透過部22aの光透過率の変化を示す図26において、第4実施形態のデジタルカメラは、第3実施形態とは異なる光量調整部(第2光透過部制御手段)73を備えている。光量制御部73は、シャッタドライバ26を介して光透過部22aの光透過率を調整する。
In FIG. 25 and FIG. 26 showing the change of the light transmittance of the
光量制御部73は、光透過部22aの左右光透過領域52L,52Rごとに光透過率を制御する。ここで左右光透過領域52L,52Rは、光透過部22aの中心を通りかつ図8に示した第1直線L1に平行な第2直線L2に沿って光透過部22aを分割してなる分割領域であり、本発明の第1分割光透過領域、第2分割光透過領域に相当する。
The light
光量制御部73は、光透過部22aの中心側から外側に向かって左右光透過領域52L,52Rの光透過率をそれぞれ異なる段階数(段階数は特に限定されない)で段階的に高くする。これにより、左光透過領域52Lには、多重かつ半輪帯状の光透過領域(以下、半輪帯状光透過領域という)75Lと、この半輪帯状光透過領域75Lの内側に位置する半円板状の光透過領域(以下、中央光透過領域という)76Lとが形成される。また、右光透過領域52Rには、多重の半輪帯状光透過領域75Rと、この半輪帯状光透過領域75Rの内側に位置する半円板状の中央光透過領域76Rとが形成される。
The light
このように左右光透過領域52L,52Rでそれぞれ光透過率の変化を異ならせることにより、被写体光50L,50Rの光量を個別調整することができる。これにより、第3実施形態よりもより正確に被写体光50L,50Rの光量を個別調整することができる。
As described above, the light amounts of the
なお、図25及び図26に示した例では、半輪帯状光透過領域75L,75Rの各々の領域の数及び大きさ(輪帯幅)がそれぞれ異なるが、各々の領域の数及び大きさを同じにして光透過率だけを異ならせてもよい。また、中央光透過領域76L,76Rについては、各々の領域の数及び光透過率を同じにしてもよい。すなわち、半輪帯状光透過領域75L,75Rの各々の領域の数、大きさ、及び光透過率(以下、第1パラメータという)と、中央光透過領域76L,76Rの各々の領域の大きさ及び光透過率(以下、第2パラメータ)とは、画素感度差に応じて適宜設定される。
In the example shown in FIGS. 25 and 26, the number and size of each of the half-annular
半輪帯状光透過領域75L,75Rの各々の第1パラメータと、中央光透過領域76L,76Rの各々の第2パラメータとは、光量補正データ78に基づき決定される。光量補正データ78は、第1及び第2実施形態の光量補正データ55,70と同様に素子検査装置56により求められる。素子検査装置56は、図14に示した入射角度依存性情報58から求められる画素感度差に基づき、予め求めたデータテーブルや演算式などを用いて、画素感度差が0(ほぼ0も含む)になるような第1及び第2パラメータを決定する。
The first parameter of each of the semi-annular
光量制御部73は、光量補正データ78により定められた第1及び第2パラメータに従って左右光透過領域52L,52Rにそれぞれ半輪帯状光透過領域75L,75R、中央光透過領域76L,76Rを形成する。これにより、上記各実施形態と同様に、画素感度差を調整することができるので、良好な視差画像データが得られる。
The light
また、左右光透過領域52L,52Rに半輪帯状光透過領域75L,75R、中央光透過領域76L,76Rをそれぞれ形成することで、第3実施形態で説明した多重輪帯形状の光透過領域とは少し形状が異なるものの、略多重輪帯状の光透過領域が光透過部22aに形成される。従って、第3実施形態で説明したように、垂直入射光と斜入射光の光量調整、撮像面23aの全体への均一な被写体光の入射、視差の強調、及びシェーディング補正が可能となる。
Further, by forming the semi-annular
なお、3視点以上の視差画像データを得る場合には、これに伴い液晶シャッタ22(光透過部22a)の光透過領域の分割数を増加して個々の領域ごとに光透過率を調整すればよい。
When obtaining parallax image data of three or more viewpoints, the number of divisions of the light transmission region of the liquid crystal shutter 22 (
[第5の実施形態のデジタルカメラ(液晶シャッタ)の構成]
次に、本発明の第5実施形態のデジタルカメラについて説明を行う。上記各実施形態では、左右の2視点のLR視点画像を得るデジタルカメラについて説明したが、第5実施形態のデジタルカメラは上下左右の4視点の視点画像を得る。
[Configuration of Digital Camera (Liquid Crystal Shutter) of Fifth Embodiment]
Next, a digital camera according to a fifth embodiment of the present invention will be described. In each of the above embodiments, the digital camera that obtains the left and right LR viewpoint images has been described. However, the digital camera of the fifth embodiment obtains the four viewpoint images of the top, bottom, left, and right.
なお、第5実施形態のデジタルカメラは、カラー撮像素子及び液晶シャッタが異なる点を除けば基本的には第1の実施形態と同じ構成である。このため、第1の実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 The digital camera of the fifth embodiment has basically the same configuration as that of the first embodiment except that the color image sensor and the liquid crystal shutter are different. For this reason, the same functions and configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図27に示すように、第5実施形態のカラー撮像素子80の撮像面80aには、緑色の被写体光を選択的に受光するG画素ブロック83Gと、青色の被写体光を選択的に受光するB画素ブロック83Bと、赤色の被写体光を選択的に受光するR画素ブロック83Rとが2次元配列されている。
As shown in FIG. 27, on the
G画素ブロック83Gは、第1〜第4画素G1,G2,G3,G4の計4種類のG画素が正方行列状に配列されてなる。第1画素G1は図中左上に設けられている。第2画素G2は図中右上に設けられている。第3画素G3は図中左下に設けられている。第4画素G4は図中右下に設けられている。
The
B画素ブロック83Bは、第1〜第4画素B1,B2,B3,B4の計4種類のB画素が正方行列状に配列されてなる。R画素ブロック83Rは、第1〜第4画素R1,R2,R3,R4の計4種類のR画素が正方行列状に配列されてなる。B,R画素ブロック83B,83Rの各画素の配置は、G画素ブロック83Gと同じである。
The
各画素ブロック83R,83G,83B上にはそれぞれ1つのマイクロレンズ85が設けられている。マイクロレンズ85の図中左領域は、撮影光学系17の左領域を通過した被写体光を第2画素R2,G2,B2と第4画素R4,G4,B4とにそれぞれ集光する。マイクロレンズ85の図中右領域は、撮影光学系17の右領域を通過した被写体光を第1画素R1,G1,B1と第3画素R3,G3,B3とにそれぞれ集光する。
One
マイクロレンズ85の図中上領域は、撮影光学系17の上領域を通過した被写体光を第3画素R3,G3,B3と第4画素R4,G4,B4とにそれぞれ集光する。マイクロレンズ85の図中下領域は、撮影光学系17の下領域を通過した被写体光を第1画素R1,G1,B1と第2画素R2,G2,B2とにそれぞれ集光する。このようにカラー撮像素子80では、マイクロレンズ85が瞳分割部として機能する。
The upper region of the
第5実施形態の視差画像生成部29bは、各第1〜第4画素から出力される出力信号に基づき上下左右の4視点の視点画像データを形成する。左視点の視点画像データは、第2画素R2,G2,B2及び第4画素R4,G4,B4からの出力信号に基づき生成される。右視点の視点画像データは、第1画素R1,G1,B1及び第3画素R3,G3,B3からの出力信号に基づき生成される。
The parallax
上視点の視点画像データは、第3画素R3,G3,B3及び第4画素R4,G4,B4からの出力信号に基づき生成される。下視点の視点画像データは、第1画素R1,G1,B1と第2画素R2,G2,B2からの出力信号に基づき生成される。これら4視点の視点画像データは、圧縮伸長処理回路31にて視差画像データとして圧縮された後、メディアI/F32を経由してメモリカード10に記録される。
The viewpoint image data of the upper viewpoint is generated based on output signals from the third pixels R3, G3, B3 and the fourth pixels R4, G4, B4. The viewpoint image data of the lower viewpoint is generated based on output signals from the first pixels R1, G1, B1 and the second pixels R2, G2, B2. These four viewpoint image data are compressed as parallax image data by the compression /
図28に示すように、液晶シャッタ87は、開口51a内に設けられ、かつ正方行列状に配列された4つの第1〜第4小開口88a,88b,88c,88dを有する遮光部89と、各小開口88a〜88dにそれぞれ設けられた個別光量調整部90a,90b,90c,90dとを備えている。このため、液晶シャッタ87はいわゆる4重極の形状を有している。
As shown in FIG. 28, the liquid crystal shutter 87 is provided in the
第1小開口88aは、撮影光学系17の左領域を通過して第2画素R2,G2,B2に集光される被写体光の一部と、撮影光学系17の上領域を通過して第3画素R3,G3,B3に集光される被写体光の一部とをそれぞれ透過させる。第2小開口88bは、撮影光学系17の右領域を通過して第1画素R1,G1,B1に集光される被写体光の一部と、撮影光学系17の上領域を通過して第4画素R4,G4,B4に集光される被写体光の一部とをそれぞれ透過させる。
The first
第3小開口88cは、撮影光学系17の左領域を通過して第4画素R4,G4,B4に集光される被写体光の一部と、撮影光学系17の下領域を通過して第1画素R1,G1,B1に集光される被写体光の一部とをそれぞれ透過させる。第4小開口88dは、撮影光学系17の右領域を通過して第3画素R3,G3,B3に集光される被写体光の一部と、撮影光学系17の下領域を通過して第2画素R2,G2,B2に集光される被写体光の一部とをそれぞれ透過させる。
The third
個別光量調整部90a〜90dは、第2実施形態の個別光量調整部63L,63Rと同様に光透過性を有しかつ光透過率を調整可能な液晶パネルで構成されている。個別光量調整部90a〜90dの光透過率は、光量制御部91によって調整される。この光量制御部91による光透過率の調整には光量補正データ92が用いられる。
The individual light
光量補正データ92は、第1実施形態の光量補正データ55と同様に素子検査装置56により求められる。素子検査装置56は、同一画素ブロック内の各画素の入射角度依存性を測定した結果に基づき各画素の感度差を求めて、各画素の感度差が0(ほぼ0を含む)になるように各個別光量調整部90a〜90dの光透過率(光量補正データ92)を決定する。
The light
図28中の液晶シャッタ87のX7−X7’線に沿う光透過率の変化を示す図29、及びX8−X8’線に沿う光透過率の変化を示す図30において、光量制御部91は、メモリ13に格納された光量補正データ92に基づき、個別光量調整部90a〜90dの光透過率をそれぞれ調整する。これにより、各個別光量調整部90a〜90dをそれぞれ透過する被写体光の光量がそれぞれ個別調整される。すなわち、開口51a内の領域の一部の領域(個別光量調整部90a〜90d)ごとに各被写体光の光量を個別調整することができる。その結果、各画素ブロック83R,83G,83B内の各画素の感度差が調整されるので、良好な視差画像データが得られる。
In FIG. 29 showing the change of the light transmittance along the X7-X7 ′ line of the liquid crystal shutter 87 in FIG. 28 and FIG. 30 showing the change of the light transmittance along the X8-X8 ′ line, the light
また、4重極の形状の液晶シャッタ87を用いることで、第2実施形態と同様に、撮影光学系17の各領域を通過した被写体光の分離性が良くなるため、視差がより強調された視差画像データが得られる。
In addition, by using the quadrupole liquid crystal shutter 87, the separation of the subject light that has passed through each area of the photographing
なお、液晶シャッタ87を4重極の形状とする代わりに、液晶シャッタを四半円形状の4つの領域に分割して、各分割領域において個別に光透過率を調整してもよい。 Instead of the liquid crystal shutter 87 having a quadrupole shape, the liquid crystal shutter may be divided into four quarter-circle regions, and the light transmittance may be individually adjusted in each divided region.
[第6の実施形態のデジタルカメラ(液晶シャッタ)の構成]
次に、本発明の第6実施形態のデジタルカメラについて説明を行う。上記第5実施形態では各画素ブロック83R,83G,83Bが4種類の画素で構成されているが、第6実施形態のデジタルカメラでは各画素ブロック83R,83G,83Bが9種類の画素で構成されている。
[Configuration of Digital Camera (Liquid Crystal Shutter) of Sixth Embodiment]
Next, a digital camera according to a sixth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment, each of the pixel blocks 83R, 83G, and 83B includes four types of pixels. In the digital camera of the sixth embodiment, each of the pixel blocks 83R, 83G, and 83B includes nine types of pixels. ing.
なお、第6実施形態のデジタルカメラは、カラー撮像素子及び液晶シャッタが異なる点を除けば基本的には第5の実施形態と同じ構成である。このため、第5の実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 The digital camera of the sixth embodiment has basically the same configuration as that of the fifth embodiment except that the color image sensor and the liquid crystal shutter are different. For this reason, the same functions and configurations as those of the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図31に示すように、第6実施形態のカラー撮像素子94では、各画素ブロック83R,83G,83Bが正方行列状に配列された9個の画素(第1〜第9画素R1〜R9、第1〜第9画素G1〜G9、第1〜第9画素B1〜B9)でそれぞれ構成されている。また、第5実施形態と同様にマイクロレンズ85が瞳分割部として機能する。このため、第6実施形態では、各画素ブロック83R,83G,83Bの各画素からそれぞれ出力される出力信号によって構成される9視点の視点画像データ(視差画像データ)が得られる。
As shown in FIG. 31, in the color image sensor 94 of the sixth embodiment, each pixel block 83R, 83G, 83B has nine pixels arranged in a square matrix (first to ninth pixels R1 to R9, first pixel). 1 to 9th pixels G1 to G9 and 1st to 9th pixels B1 to B9). In addition, as in the fifth embodiment, the
図32に示すように、液晶シャッタ96は、開口51a内に設けられており、正方行列状に配列された9つの第1〜第9小開口88a〜88iを有する遮光部97と、各小開口88a〜88iにそれぞれ設けられた個別光量調整部90a〜90iとを備える、いわゆる9重極の形状を有している。液晶シャッタ96は、各画素ブロック83R,83G,83Bを構成する画素の増加に伴い個別光量調整部90a〜90iを増加させている点を除けば第5実施形態の液晶シャッタ87と基本的に同じであるので、詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 32, the liquid crystal shutter 96 is provided in the
個別光量調整部90a〜90iをそれぞれ透過する被写体光の光量が個別に調整されることにより、第5実施形態と同様に各画素ブロック83R,83G,83B内の各画素の感度差が調整される。これにより、良好な視差画像データが得られる。また、9重極の形状の液晶シャッタ96を用いることで、視差がより強調された視差画像データが得られる。
By individually adjusting the light amount of the subject light passing through the individual light
なお、各画素ブロック83R,83G,83BにN2(Nは4以上の自然数)種類の画素が正方行列されている場合には、N2個の小開口及び光量調整部が正方行列状に配列されたN2重極の形状の液晶シャッタを用いればよい。また、各画素ブロック83R,83G,83Bを正方行列状に配列された画素で構成する代わりに、任意のパターンで配列された2種類以上の画素で構成してもよい。
Each
[他の実施形態]
上記各実施形態では、撮影光学系の異なる複数の領域を通過した各被写体光の光量を液晶シャッタにより個別調整しているが、液晶シャッタの代わりに、例えばNDフィルタなどの各被写体光の光量を調整可能な各種の部材、装置、機構(光量調整手段)を設けてもよい。また、液晶シャッタをメカシャッタ18(絞り)とカラー撮像素子23との間に設けているが、例えば撮影光学系17とメカシャッタ18との間に設けてもよい。
[Other Embodiments]
In each of the above embodiments, the light amount of each subject light that has passed through a plurality of different regions of the photographing optical system is individually adjusted by the liquid crystal shutter, but instead of the liquid crystal shutter, the light amount of each subject light such as an ND filter is adjusted. Various adjustable members, devices, and mechanisms (light amount adjusting means) may be provided. Further, the liquid crystal shutter is provided between the mechanical shutter 18 (aperture) and the
上記第1実施形態では、マイクロレンズ48の位置ずれに起因する画素感度差の補正するために被写体光50L,50Rの光量の個別調整を行っているが、マイクロレンズ48の位置ずれ以外の要因に起因する画素感度差の補正にも本発明を適用することができる。なお、第1実施形態以外の各実施形態についても同様である。
In the first embodiment, the individual adjustment of the light amounts of the
上記各実施形態では本発明の撮像装置としてデジタルカメラを例に挙げて説明を行ったが、例えば、カメラ機能を有する携帯電話機やスマートフォン、PDA(Personal Digital Assistants)、携帯型ゲーム機にも本発明を適用することができる。以下、スマートフォンを例に挙げ、図面を参照しつつ、詳細に説明する。 In each of the above embodiments, a digital camera has been described as an example of the imaging apparatus of the present invention. For example, the present invention is also applied to a mobile phone, a smartphone, a PDA (Personal Digital Assistants), and a portable game machine having a camera function. Can be applied. Hereinafter, a smartphone will be described as an example, and will be described in detail with reference to the drawings.
<スマートフォンの構成>
図33は、スマートフォン500の外観を示すものである。図33に示すスマートフォン500は、平板状の筐体502を有し、筐体502の一方の面に表示部としての表示パネル521と、入力部としての操作パネル522とが一体となった表示入力部520を備えている。また、筐体502は、スピーカ531と、マイクロホン532、操作部540と、カメラ部541とを備えている。なお、筐体502の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用することもできる。
<Configuration of smartphone>
FIG. 33 shows the appearance of the
図34は、図33に示すスマートフォン500の構成を示すブロック図である。図34に示すように、スマートフォンの主たる構成要素として、無線通信部510と、表示入力部520と、通話部530と、操作部540と、カメラ部541と、記憶部550と、外部入出力部560と、GPS(Global Positioning System)受信部570と、モーションセンサ部580と、電源部590と、主制御部501とを備える。また、スマートフォン500の主たる機能として、基地局装置BSと移動通信網NWとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。
FIG. 34 is a block diagram showing a configuration of
無線通信部510は、主制御部501の指示にしたがって、移動通信網NWに収容された基地局装置BSに対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、Webデータやストリーミングデータなどの受信を行う。
The
表示入力部520は、主制御部501の制御により、画像(静止画像および動画像)や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル521と、操作パネル522とを備える。生成された3D画像を鑑賞する場合には、表示パネル521は、3D表示パネルであることが好ましい。
The
表示パネル521は、LCD(Liquid Crystal Display)、OELD(Organic Electro-Luminescence Display)などを表示デバイスとして用いたものである。操作パネル522は、表示パネル521の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指や尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。このデバイスをユーザの指や尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部501に出力する。次いで、主制御部501は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル521上の操作位置(座標)を検出する。
The
図33に示すように、スマートフォン500の表示パネル521と操作パネル522とは一体となって表示入力部520を構成しているが、操作パネル522が表示パネル521を完全に覆うような配置となっている。この配置を採用した場合、操作パネル522は、表示パネル521外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル522は、表示パネル521に重なる重畳部分についての検出領域(以下、表示領域と称する)と、それ以外の表示パネル521に重ならない外縁部分についての検出領域(以下、非表示領域と称する)とを備えていてもよい。
As shown in FIG. 33, the
尚、表示領域の大きさと表示パネル521の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル522が、外縁部分と、それ以外の内側部分の2つの感応領域を備えていてもよい。更に、外縁部分の幅は、筐体502の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、操作パネル522で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。
Although the size of the display area and the size of the
通話部530は、スピーカ531やマイクロホン532を備え、マイクロホン532を通じて入力されたユーザの音声を主制御部501にて処理可能な音声データに変換して主制御部501に出力したり、無線通信部510あるいは外部入出力部560により受信された音声データを復号してスピーカ531から出力するものである。また、図33に示すように、例えば、スピーカ531を表示入力部520が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン532を筐体502の側面に搭載することができる。
The
操作部540は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図34に示すように、操作部540は、スマートフォン500の筐体502の表示部の下部、下側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。
The
記憶部550は、主制御部501の制御プログラムや制御データ、本発明に係る左目画像及び右目画像を生成するための画像処理プログラムを含むアプリケーションソフトウェア、立体視画像を生成するために使用する第1及び第2のデジタルフィルタ群、視差マップ、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、WebブラウジングによりダウンロードしたWebデータや、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。また、記憶部550は、スマートフォン内蔵の内部記憶部551と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部552により構成される。なお、記憶部550を構成するそれぞれの内部記憶部551と外部記憶部552は、フラッシュメモリタイプ(flash memory type)、ハードディスクタイプ(hard disk type)、マルチメディアカードマイクロタイプ(multimedia card micro type)、カードタイプのメモリ(例えば、Micro SD(登録商標)メモリ等)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)などの格納媒体を用いて実現される。
The
外部入出力部560は、スマートフォン500に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等(例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)、IEEE1394など)又はネットワーク(例えば、インターネット、無線LAN、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))、RFID(Radio Frequency Identification)、赤外線通信(Infrared Data Association:IrDA)(登録商標)、UWB(Ultra Wideband)(登録商標)、ジグビー(ZigBee)(登録商標)など)により直接的又は間接的に接続するためのものである。
The external input / output unit 560 serves as an interface with all external devices connected to the
スマートフォン500に連結される外部機器としては、例えば、有/無線ヘッドセット、有/無線外部充電器、有/無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード(Memory card)やSIM(Subscriber Identity Module Card)/UIM(User Identity Module Card)カード、オーディオ・ビデオI/O(Input/Output)端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有/無線接続されるスマートフォン、有/無線接続されるパーソナルコンピュータ、有/無線接続されるPDA、有/無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホンなどがある。外部入出力部は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン500の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン500の内部のデータが外部機器に伝送されるようにすることができる。
As an external device connected to the
GPS受信部570は、主制御部501の指示にしたがって、GPS衛星ST1〜STnから送信されるGPS信号を受信し、受信した複数のGPS信号に基づく測位演算処理を実行し、スマートフォン500の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。GPS受信部570は、無線通信部510や外部入出力部560(例えば、無線LAN)から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。
The
モーションセンサ部580は、例えば、3軸の加速度センサなどを備え、主制御部501の指示にしたがって、スマートフォン500の物理的な動きを検出する。スマートフォン500の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン500の動く方向や加速度が検出される。この検出結果は、主制御部501に出力されるものである。
The
電源部590は、主制御部501の指示にしたがって、スマートフォン500の各部に、バッテリ(図示しない)に蓄えられる電力を供給するものである。
The
主制御部501は、マイクロプロセッサを備え、記憶部550が記憶する制御プログラムや制御データにしたがって動作し、スマートフォン500の各部を統括して制御するものである。また、主制御部501は、無線通信部510を通じて、音声通信やデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。
The
アプリケーション処理機能は、記憶部550が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部501が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部560を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Webページを閲覧するWebブラウジング機能、本発明に係る2D画像から3D画像を生成する機能などがある。
The application processing function is realized by the
また、主制御部501は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ(静止画像や動画像のデータ)に基づいて、映像を表示入力部520に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部501が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部520に表示する機能のことをいう。
Further, the
更に、主制御部501は、表示パネル521に対する表示制御と、操作部540、操作パネル522を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。
Further, the
表示制御の実行により、主制御部501は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成するためのウィンドウを表示する。尚、スクロールバーとは、表示パネル521の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。
By executing the display control, the
また、操作検出制御の実行により、主制御部501は、操作部540を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル522を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。
Further, by executing the operation detection control, the
更に、操作検出制御の実行により主制御部501は、操作パネル522に対する操作位置が、表示パネル521に重なる重畳部分(表示領域)か、それ以外の表示パネル521に重ならない外縁部分(非表示領域)かを判定し、操作パネル522の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。
Furthermore, by executing the operation detection control, the
また、主制御部501は、操作パネル522に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも1つについて軌跡を描く操作を意味する。
The
カメラ部(撮像装置)541は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やCCD(Charge-Coupled Device)などの撮像素子を用いて電子撮影するデジタルカメラであり、上記各実施形態のデジタルカメラと基本的に同じ構成である。 A camera unit (imaging device) 541 is a digital camera that performs electronic photography using an imaging device such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or a CCD (Charge-Coupled Device), and is basically the same as the digital camera of each of the above embodiments. It is the same configuration.
また、カメラ部541は、主制御部501の制御により、撮像によって得た画像データを例えばJPEG(Joint Photographic coding Experts Group)などの圧縮した画像データに変換し、記憶部550に記録したり、外部入出力部560や無線通信部510を通じて出力したりすることができる。図33に示すにスマートフォン500において、カメラ部541は表示入力部520と同じ面に搭載されているが、カメラ部541の搭載位置はこれに限らず、表示入力部520の背面に搭載されてもよいし、あるいは複数のカメラ部541が搭載されてもよい。なお、複数のカメラ部541が搭載されている場合には、撮影に供するカメラ部541を切り替えて単独にて撮影したり、あるいは、複数のカメラ部541を同時に使用して撮影したりすることもできる。
The
また、カメラ部541はスマートフォン500の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル521にカメラ部541で取得した画像を表示することや、操作パネル522の操作入力の一つとして、カメラ部541の画像を利用することができる。また、GPS受信部570が位置を検出する際に、カメラ部541からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部541からの画像を参照して、3軸の加速度センサを用いずに或いは3軸の加速度センサと併用して、スマートフォン500のカメラ部541の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部541からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。
The
その他、静止画又は動画の画像データにGPS受信部570により取得した位置情報、マイクロホン532により取得した音声情報(主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい)、モーションセンサ部580により取得した姿勢情報等などを付加して記憶部550に記録したり、外部入出力部560や無線通信部510を通じて出力したりすることもできる。
In addition, the position information acquired by the
2…デジタルカメラ,11…CPU,17…撮影光学系,22,60,87,96…液晶シャッタ,23,80,94…カラー撮像素子,48…マイクロレンズ,54,66,73,91…光量制御部,55,70,78,92…光量補正データ,61L,61R,88a〜88d…小開口,63L,63R,90a〜90d…個別光量調整部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Digital camera, 11 ... CPU, 17 ... Shooting optical system, 22, 60, 87, 96 ... Liquid crystal shutter, 23, 80, 94 ... Color image sensor, 48 ... Micro lens, 54, 66, 73, 91 ... Light
Claims (15)
光電変換素子を含む複数種類の画素であって、前記撮影光学系の互いに異なる複数の領域をそれぞれ通過した被写体光を瞳分割により選択的に受光する複数種類の画素が2次元配列されてなる撮像素子と、
前記複数種類の画素の感度の差に応じて各前記被写体光の光量を個別調整して、当該複数種類の画素の感度差を光量で調整する光量調整手段と、
を備える撮像装置。 Photographic optics,
Imaging in which a plurality of types of pixels including a photoelectric conversion element and two-dimensionally arraying a plurality of types of pixels that selectively receive subject light that has passed through a plurality of different regions of the photographing optical system by pupil division Elements,
A light amount adjusting means for individually adjusting the amount of light of the subject light according to the difference in sensitivity of the plurality of types of pixels, and adjusting the sensitivity difference of the plurality of types of pixels by the amount of light;
An imaging apparatus comprising:
前記開口内に設けられ、各前記被写体光の一部をそれぞれ通過させる複数の小開口を有する遮光部と、
各前記小開口に個別に設けられており、各前記小開口をそれぞれ通過する前記被写体光の光量を調整する個別光量調整部と、を有する請求項2に記載の撮像装置。 The light amount adjusting means is
A light-shielding portion that is provided in the opening and has a plurality of small openings that respectively pass a part of the subject light;
The imaging apparatus according to claim 2, further comprising: an individual light amount adjustment unit that is individually provided in each of the small openings and adjusts the amount of the subject light that passes through each of the small openings.
前記開口内に設けられ、前記被写体光が透過する位置ごとに光透過率を調整可能な光透過部と、
前記光透過部を制御してその中心側から外側に向かって光透過率を段階的に変化させて、前記光透過部に多重輪帯状の第1光透過領域と、前記第1光透過領域の内側に位置する第2光透過領域とを形成する第1光透過部制御手段であって、前記光透過部の中心に対して前記第2光透過領域の位置を偏心させることで前記個別調整を行う第1光透過部制御手段と、を備える請求項2に記載の撮像装置。 The light amount adjusting means is
A light transmissive portion provided in the opening and capable of adjusting light transmittance for each position through which the subject light is transmitted;
The light transmission part is controlled to change the light transmittance stepwise from the center side to the outside, and the light transmission part includes a first light transmission region having a multi-ring zone shape and a first light transmission region of the first light transmission region. A first light transmission portion control means for forming a second light transmission region located on the inner side, wherein the individual adjustment is performed by decentering a position of the second light transmission region with respect to a center of the light transmission portion. The imaging device according to claim 2, further comprising: a first light transmission unit control unit that performs.
前記開口内に設けられ、前記被写体光が透過する位置ごとに光透過率を調整可能な光透過部と、
各前記被写体光がそれぞれ透過する前記光透過部の各光透過領域の光透過率を個別に制御する第2光透過部制御手段であって、前記光透過部の中心側から外側に向かって前記各光透過領域の光透過率を個別に段階的に変化させることで前記個別調整を行う第2光透過部制御手段と、を備える請求項2に記載の撮像装置。 The light amount adjusting means is
A light transmissive portion provided in the opening and capable of adjusting light transmittance for each position through which the subject light is transmitted;
A second light transmission unit control means for individually controlling the light transmittance of each light transmission region of the light transmission unit through which each subject light is transmitted; The imaging apparatus according to claim 2, further comprising: a second light transmission unit control unit that performs the individual adjustment by individually changing the light transmittance of each light transmission region in a stepwise manner.
前記第2光透過部制御手段は、前記光透過部の中心を通りかつ前記第1直線に平行な第2直線に沿って当該光透過部を分割してなる第1分割光透過領域及び第2分割光透過領域の光透過率をそれぞれ段階的に変化させる請求項6から8のいずれか1項に記載の撮像装置。 The plurality of different regions of the photographing optical system are two regions that are symmetrical with respect to a first straight line perpendicular to the optical axis of the photographing optical system,
The second light transmission portion control means includes a first divided light transmission region and a second light transmission region formed by dividing the light transmission portion along a second straight line passing through the center of the light transmission portion and parallel to the first straight line. The imaging device according to claim 6, wherein the light transmittance of the divided light transmission region is changed stepwise.
各前記画素ブロック上に1個ずつ設けられたマイクロレンズであって、各前記小開口を通過した各前記被写体光をそれぞれ前記複数種類の画素の前記光電変換素子に集光するマイクロレンズを備える請求項3に記載の撮像装置。 In the imaging device, pixel blocks composed of the plurality of types of pixels are two-dimensionally arranged,
A microlens provided on each of the pixel blocks, the microlens for condensing the subject light that has passed through the small openings on the photoelectric conversion elements of the plurality of types of pixels. Item 4. The imaging device according to Item 3.
前記遮光部には、N2個の前記小開口及び前記個別光量調整部が正方行列状に配列されている請求項11に記載の撮像装置。 In the pixel block, N 2 (N is a natural number of 2 or more) types of pixels are arranged in a square matrix,
The imaging apparatus according to claim 11, wherein N 2 small apertures and the individual light amount adjustment units are arranged in a square matrix in the light shielding unit.
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JP2012082080A JP2013211790A (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Imaging apparatus |
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Cited By (2)
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US11134202B2 (en) | 2014-09-25 | 2021-09-28 | Interdigital Ce Patent Holdings, Sas | Plenoptic camera comprising a spatial light modulator |
WO2022023859A1 (en) * | 2020-07-31 | 2022-02-03 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Imaging device, electronic equipment, and moving body |
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2012
- 2012-03-30 JP JP2012082080A patent/JP2013211790A/en active Pending
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