JP2015186189A - Imaging apparatus, control method thereof, and image reproducing device - Google Patents

Imaging apparatus, control method thereof, and image reproducing device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus and an imaging method which prevent light-field camera information quantity reduction and accuracy deterioration, and to provide an image reproducing device.SOLUTION: In a light-field camera, a stop is set to an open stop (first stop value) (step 31) and a subject is imaged (step 32). First imaging signal data obtained by imaging are temporarily stored in a memory. Continuously, the stop is set to a second stop value of a less aperture amount than the open stop (step 33) and the subject is imaged (step 34). Second imaging signal data obtained by imaging are also temporarily stored in the memory. The first imaging signal data and the second imaging signal data are stored in one file. Since an information quantity of the first imaging signal data is more, in a case where re-focusing cannot be performed from the second imaging signal data, the re-focusing can be performed by using the first imaging signal data.

Description

この発明は,撮像装置およびその制御方法ならびに画像再生装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus, a control method thereof, and an image reproduction apparatus.

ライトフィールドカメラと呼ばれるカメラが実現されている。ライトフィールドカメラでは,撮像素子から得られる画像データに,受光面における光の強度分布に加えて,その光の進行方向の情報も含まれる。これにより,複数の視点,方向からの観察画像を再構築できる。ライトフィールドカメラでは,結像光学系の瞳の位置,大きさの変化により,情報量の低下,精度劣化が発生してしまう。このために,これらの情報量低下,精度劣化を軽減するものがある(特許文献1)。   A camera called a light field camera has been realized. In the light field camera, the image data obtained from the image sensor includes information on the light traveling direction in addition to the light intensity distribution on the light receiving surface. As a result, observation images from a plurality of viewpoints and directions can be reconstructed. In the light field camera, the amount of information and the accuracy deteriorate due to changes in the position and size of the pupil of the imaging optical system. For this reason, there is one that reduces these information amount reduction and accuracy deterioration (Patent Document 1).

特開2013-48309号公報JP 2013-48309

しかしながら,特許文献1に記載のものでは,撮像光学系の瞳領域に応じてマイクロレンズアレイと撮像素子との間隔を変化させる必要があるが,マイクロレンズアレイを移動させるためにはμm単位の精度が要求され,ハードウエアの負荷が大きくなるとともに高額となり,汎用品のデジタルカメラとしては実現性が難しい。また,特許文献1に記載のものでは,不感帯と呼ばれる光線の入射しない画素が存在するため,情報量自体も小さくなるといった問題がある。   However, in the device described in Patent Document 1, it is necessary to change the distance between the microlens array and the image sensor in accordance with the pupil region of the imaging optical system. Is required, which increases the hardware load and cost, making it difficult to implement as a general-purpose digital camera. In addition, the pixel described in Patent Document 1 has a problem that the amount of information itself is small because there is a pixel called a dead zone where a light ray does not enter.

この発明は,ハードウエアの負荷が大きくならずにライトフィールドカメラの情報量の低下,精度劣化を防ぐことを目的とする。   An object of the present invention is to prevent a decrease in the amount of information and a deterioration in accuracy of a light field camera without increasing the hardware load.

この発明による撮像装置は,撮像レンズ,絞り,光電変換素子が配列された撮像素子,撮像レンズと撮像素子との間に配置され,撮像素子の複数の光電変換素子に対して1つのマイクロレンズが割り当てられており,複数の光電変換素子のうち,被写体からの光線が通過する撮像レンズの瞳位置に対して相対的に同一位置に存在する光電変換素子に光線を入射させるマイクロレンズアレイ,絞りを第1の絞り値として,撮像素子によって撮像させる第1の撮像制御手段,絞りを,第1の絞り値の開口量よりも少ない開口量である第2の絞り値として,撮像素子によって撮像させる第2の撮像制御手段,ならびに第1の撮像制御手段にもとづく撮像により撮像素子から得られる第1の撮像信号データ(第1の撮像信号,第1の画像データ)および第2の撮像制御手段にもとづく撮像により撮像素子から得られる第2の撮像信号データ(第2の撮像信号,第2の画像データ)を1つのファイルに記録させる記録制御手段を備えていることを特徴とする。   An image pickup apparatus according to the present invention is arranged between an image pickup lens, an aperture, an image pickup element in which photoelectric conversion elements are arranged, an image pickup lens and an image pickup element, and one microlens is provided for a plurality of photoelectric conversion elements of the image pickup element. A microlens array and a diaphragm for allowing light to enter a photoelectric conversion element that is located at the same position relative to the pupil position of the imaging lens through which the light from the subject passes among the plurality of photoelectric conversion elements. First imaging control means for capturing an image with the image sensor as the first aperture value, a first aperture for capturing the image with the image sensor as the second aperture value, which is an aperture amount smaller than the aperture amount of the first aperture value. 2 imaging control means, first imaging signal data (first imaging signal, first image data) obtained from the imaging device by imaging based on the first imaging control means, and Recording control means for recording second image pickup signal data (second image pickup signal, second image data) obtained from the image pickup device by image pickup based on the second image pickup control means in one file is provided. Features.

この発明は,撮像方法も提供している。すなわち,撮像レンズ,絞り,光電変換素子が配列された撮像素子,および撮像レンズと撮像素子との間に配置され,撮像素子の複数の光電変換素子に対して1つのマイクロレンズが割り当てられており,複数の光電変換素子のうち,被写体からの光線が通過する撮像レンズの瞳位置に対して相対的に同一位置に存在する光電変換素子に光線を入射させるマイクロレンズアレイを備えた撮像装置の制御方法において,第1の撮像制御手段が,絞りを第1の絞り値として,撮像素子によって撮像させ,第2の撮像制御手段が,絞りを,第1の絞り値の開口量よりも少ない開口量である第2の絞り値として,撮像素子によって撮像させ,記録制御手段が,第1の撮像制御手段にもとづく撮像により撮像素子から得られる第1の撮像信号データおよび第2の撮像制御手段にもとづく撮像により撮像素子から得られる第2の撮像信号データを1つのファイルに記録させるものである。   The present invention also provides an imaging method. In other words, an imaging lens, an aperture, an imaging element in which photoelectric conversion elements are arranged, and an imaging lens and an imaging element are arranged, and one microlens is assigned to a plurality of photoelectric conversion elements of the imaging element. Control of an imaging device including a microlens array that causes a light beam to be incident on a photoelectric conversion element existing at the same position relative to a pupil position of an imaging lens through which a light beam from a subject passes among a plurality of photoelectric conversion elements In the method, the first imaging control means causes the imaging device to take an image with the aperture as the first aperture value, and the second imaging control means sets the aperture to an aperture amount smaller than the aperture value of the first aperture value. As the second aperture value, the image pickup device picks up an image, and the recording control unit uses the first image pickup signal data and the first image pickup signal data obtained from the image pickup device by the image pickup based on the first image pickup control unit. It is intended to record the second image pickup signal data obtained from the imaging device by the imaging based on the second imaging control means in a single file.

第1の絞り値は,たとえば,開口絞りの絞り値である。   The first aperture value is, for example, the aperture value of the aperture stop.

光電変換素子の受光面には,赤色の光成分を透過する特性を有する赤色フィルタ,緑色の光成分を透過する特性を有する緑色フィルタ,もしくは青色の光成分を透過する特性を有する青色フィルタ,またはシアンの光成分を透過する特性を有するシアンフィルタ,マゼンタの光成分を透過する特性を有するマゼンタフィルタ,もしくはイエローの光成分を透過する特性を有するイエローフィルタが形成されていてもよい。この場合,記録制御手段は,緑色フィルタまたはイエローフィルタが形成されている光電変換素子から得られる信号を第1の撮像信号データとして1つのファイルに記録させるものとなろう。   On the light receiving surface of the photoelectric conversion element, a red filter having a characteristic of transmitting a red light component, a green filter having a characteristic of transmitting a green light component, a blue filter having a characteristic of transmitting a blue light component, or A cyan filter having a characteristic of transmitting a cyan light component, a magenta filter having a characteristic of transmitting a magenta light component, or a yellow filter having a characteristic of transmitting a yellow light component may be formed. In this case, the recording control means will record a signal obtained from the photoelectric conversion element on which the green filter or the yellow filter is formed as a first image signal data in one file.

第1の記録制御手段にもとづく撮像により撮像素子において得られる第1の撮像信号から得られる位相差相関を算出する位相差相関算出手段をさらに備えてもよい。この場合,記録制御手段は,位相差相関算出手段によって算出された位相差相関を1つのファイルに記録するものとなろう。   There may be further provided a phase difference correlation calculating means for calculating a phase difference correlation obtained from the first image pickup signal obtained in the image pickup device by imaging based on the first recording control means. In this case, the recording control means will record the phase difference correlation calculated by the phase difference correlation calculation means in one file.

第1の撮像信号データと第2の撮像信号データとを用いて,撮像素子によって撮像された被写体像のうち,指定された部分が合焦したリフォーカス画像を生成するリフォーカス画像生成手段をさらに備えてもよい。   Refocus image generation means for generating a refocus image in which a designated portion is focused out of the subject image captured by the image sensor using the first imaging signal data and the second imaging signal data. You may prepare.

第1の撮像信号データと第2の撮像信号データとを用いて立体画像を生成する立体画像生成手段をさらに備えてもよい。   A stereoscopic image generation unit that generates a stereoscopic image using the first imaging signal data and the second imaging signal data may be further provided.

撮像装置によって,記録された第1の撮像信号データと,記録された第2の撮像信号データとを読み取る読取手段,および読取手段によって読み取られた第1の撮像信号データと第2の撮像信号データとから,第1の撮像信号データまたは第2の撮像信号データによって表される被写体像のうち,指定された部分が合焦するリフォーカス画像を生成するリフォーカス画像生成手段をさらに備えてもよい。   Reading means for reading the first imaging signal data recorded by the imaging device and the recorded second imaging signal data, and the first imaging signal data and the second imaging signal data read by the reading means And refocus image generation means for generating a refocus image in which a specified portion is in focus among the subject images represented by the first image signal data or the second image signal data. .

この発明によると,第1の撮像制御手段にもとづいて絞りが第1の絞り値とされて撮像素子によって被写体が撮像される。つづいて,第2の撮像制御手段にもとづいて絞りが第1の絞り値の開口量よりも少ない開口量である第2の絞り値とされて撮像素子によって被写体が撮像される。第1の撮像制御手段にもとづく撮像により得られる第1の撮像信号データおよび第2の撮像制御手段にもとづく撮像により得られる第2の撮像信号データが1つのファイルに記録される。異なる絞り値で撮像されることにより得られる第1の撮像信号データおよび第2の撮像信号データが得られるので,第1の撮像信号データを用いることにより,ハードウエアの負荷を大きくすることなく,情報量の低下,精度劣化を軽減できる。   According to the present invention, the aperture is set to the first aperture value based on the first imaging control means, and the subject is imaged by the imaging device. Subsequently, based on the second imaging control means, the aperture is set to a second aperture value that is smaller than the aperture value of the first aperture value, and the subject is imaged by the imaging device. The first imaging signal data obtained by imaging based on the first imaging control means and the second imaging signal data obtained by imaging based on the second imaging control means are recorded in one file. Since the first imaging signal data and the second imaging signal data obtained by imaging with different aperture values are obtained, by using the first imaging signal data, without increasing the hardware load, Reduces information volume and accuracy degradation.

ライトフィールドカメラの電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of a light field camera. マイクロレンズアレイの正面図である。It is a front view of a micro lens array. 撮像素子の正面図である。It is a front view of an image sensor. マイクロレンズアレイを通して見た撮像素子の正面図である。It is a front view of an image sensor seen through a microlens array. 撮像レンズ,マイクロレンズアレイおよび撮像素子の関係を示している。The relationship between an imaging lens, a microlens array, and an imaging device is shown. 撮像レンズの瞳領域を示している。The pupil region of the imaging lens is shown. マイクロレンズと光電変換素子との関係を示している。The relationship between a microlens and a photoelectric conversion element is shown. ファイル構造を示している。The file structure is shown. ライトフィールドカメラの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of a light field camera. 撮像素子の受光面に生じる光線が入射しない領域を示している。A region where light rays generated on the light receiving surface of the image sensor do not enter is shown. 多視点画像データによって合わされる画像の一例である。It is an example of the image put together by multi-viewpoint image data. 一部分がぼけている画像の一例である。It is an example of the image in which a part is blurred. 一部分がぼけている画像の一例である。It is an example of the image in which a part is blurred. ぼけが解消されている画像の一例である。It is an example of the image from which the blur is eliminated. マイクロレンズアレイを通して見た撮像素子の正面図である。It is a front view of an image sensor seen through a microlens array. 画像の一例である。It is an example of an image. マイクロレンズアレイを通して見た撮像素子の正面図である。It is a front view of an image sensor seen through a microlens array.

図1は,この発明の実施例を示すもので,ライトフィールドカメラ(撮像装置)1の電気的構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a light field camera (imaging device) 1 according to an embodiment of the present invention.

ライトフィールドカメラ1の全体の動作は,制御装置20によって統括される。   The overall operation of the light field camera 1 is controlled by the control device 20.

ライトフィールドカメラ1には,絞り2A,撮像レンズ2および光電変換素子が配列されている撮像素子5が含まれている。また,撮像レンズ2と撮像素子5との間には,マイクロレンズアレイ3が配置されている。   The light field camera 1 includes an image pickup element 5 in which an aperture 2A, an image pickup lens 2, and a photoelectric conversion element are arranged. A microlens array 3 is disposed between the imaging lens 2 and the imaging device 5.

図2は,マイクロレンズアレイ3の正面図である。   FIG. 2 is a front view of the microlens array 3.

マイクロレンズアレイ3には,横方向および縦方向に複数のマイクロレンズ4が配列されている。   A plurality of microlenses 4 are arranged in the microlens array 3 in the horizontal direction and the vertical direction.

図3は,撮像素子5の正面図である。   FIG. 3 is a front view of the image sensor 5.

撮像素子5には,横方向および縦方向に光電変換素子6が配列されている。この実施例では,横方向および縦方向にそれぞれ5個(5個でなくともよい)の計25個(25個でなくともよい)から構成される1つの光電変換素子群(複数の光電変換素子6)7に対して1つのマイクロレンズ4が割り当てられている。   In the image sensor 5, photoelectric conversion elements 6 are arranged in the horizontal direction and the vertical direction. In this embodiment, one photoelectric conversion element group (a plurality of photoelectric conversion elements) composed of a total of 25 (not necessarily 25) in the horizontal direction and the vertical direction (not necessarily 5). 6) One microlens 4 is assigned to 7.

図4は,被写体側から撮像素子5を見た正面図である。   FIG. 4 is a front view of the image sensor 5 viewed from the subject side.

上述のように,25個の光電変換素子6から構成される光電変換素子群7ごとに,1つのマイクロレンズ4が割り当てられている様子が分る。   As described above, it can be seen that one microlens 4 is assigned to each photoelectric conversion element group 7 composed of 25 photoelectric conversion elements 6.

図5は,撮像レンズ2を通過した光線が撮像素子5の光電変換素子6に入射する様子を示している。   FIG. 5 shows a state in which the light beam that has passed through the imaging lens 2 enters the photoelectric conversion element 6 of the imaging element 5.

被写体からの光線は,撮像レンズ2において屈折し,マイクロレンズアレイ3を構成するマイクロレンズ4を通って撮像素子5の光電変換素子6に入射する。撮像レンズ2は,図5において上下方向に5つの瞳領域a1からa5に分けられている。図6に示すように,撮像レンズ2は,横方向および縦方向を考慮すると25個の瞳領域に分けられるが,図5では側面から見ているので便宜上縦方向に分けられた5つの瞳領域a1からa5が表わされている。瞳領域a1を通過した光線L1は,光電変換素子群7の中の光電変換素子p1に入射する。同様に,瞳領域a2,瞳領域a3,瞳領域a4または瞳領域a5を通過した光線L2,L3,L4およびL5は,光電変換素子群7の光電変換素子p2,p3,p4およびp5にそれぞれ入射する。特定の光電変換素子群7に限らず,撮像素子5のすべての光電変換素子群7について同様である。   The light beam from the subject is refracted by the imaging lens 2 and enters the photoelectric conversion element 6 of the imaging element 5 through the microlens 4 constituting the microlens array 3. The imaging lens 2 is divided into five pupil regions a1 to a5 in the vertical direction in FIG. As shown in FIG. 6, the imaging lens 2 is divided into 25 pupil regions in consideration of the horizontal direction and the vertical direction, but in FIG. 5, since it is viewed from the side, five pupil regions divided in the vertical direction for convenience. a1 to a5 are represented. The light beam L1 that has passed through the pupil region a1 enters the photoelectric conversion element p1 in the photoelectric conversion element group 7. Similarly, light rays L2, L3, L4 and L5 that have passed through pupil region a2, pupil region a3, pupil region a4 or pupil region a5 are incident on photoelectric conversion elements p2, p3, p4 and p5 of photoelectric conversion element group 7, respectively. To do. The same applies not only to the specific photoelectric conversion element group 7 but also to all the photoelectric conversion element groups 7 of the imaging element 5.

図6は,撮像レンズ2の瞳領域を,光電変換素子群7を構成する25個の光電変換素子6に分けた様子を示している。   FIG. 6 shows a state where the pupil region of the imaging lens 2 is divided into 25 photoelectric conversion elements 6 constituting the photoelectric conversion element group 7.

撮像レンズ2は,25個の瞳領域a11からa15(瞳領域a1),a21からa25(瞳領域a2),a31からa35(瞳領域a3),a41からa45(瞳領域a4)およびa51からa55(瞳領域a5)の25個の瞳領域に分けられている。   The imaging lens 2 includes 25 pupil regions a11 to a15 (pupil region a1), a21 to a25 (pupil region a2), a31 to a35 (pupil region a3), a41 to a45 (pupil region a4), and a51 to a55 ( The pupil region is divided into 25 pupil regions a5).

図7は,マイクロレンズ4と光電変換素子群7を構成する25個の光電変換素子6との関係を示している。   FIG. 7 shows the relationship between the microlens 4 and the 25 photoelectric conversion elements 6 constituting the photoelectric conversion element group 7.

光電変換素子群7を構成する25個の光電変換素子6を符号p11からp15(光電変換素子p1),p21からp25(光電変換素子p2),p31からp35(光電変換素子p3),p41からp45(光電変換素子p4)およびp51からp55(光電変換素子p5)とする。   The 25 photoelectric conversion elements 6 constituting the photoelectric conversion element group 7 are denoted by reference numerals p11 to p15 (photoelectric conversion element p1), p21 to p25 (photoelectric conversion element p2), p31 to p35 (photoelectric conversion element p3), and p41 to p45. (Photoelectric conversion element p4) and p51 to p55 (photoelectric conversion element p5).

撮像レンズ2の瞳領域a11,a12,a13,a14またはa15を通過した光線は,マイクロレンズアレイ3によって,光電変換素子p11,p12,p13,p14またはp15に入射する。同様に,撮像レンズ2の瞳領域a21,a22,a23,a24またはa25を通過した光線は,マイクロレンズアレイ3によって,光電変換素子p21,p22,p23,p24またはp25に入射し,撮像レンズ2の瞳領域a31,a32,a33,a34またはa35を通過した光線は,マイクロレンズアレイ3によって,光電変換素子p31,p32,p33,p34またはp35に入射し,撮像レンズ2の瞳領域a41,a42,a43,a44またはa45を通過した光線は,マイクロレンズアレイ3によって,光電変換素子p41,p42,p43,p44またはp45に入射し,撮像レンズ2の瞳領域a51,a52,a53,a54またはa55を通過した光線は,マイクロレンズアレイ3によって,光電変換素子p51,p52,p53,p54またはp55に入射する。このような撮像レンズ2の瞳領域a11からa15,a21からa25,a31からa35,a41からa45およびa51からa55と,光電変換素子群7の光電変換素子p11からp15,p21からp25,p31からp35,p41からp45およびp51からp55と,の関係は,特定の光電変換素子群7に限らず,撮像素子5に含まれるすべての光電変換素子群7について成立する。このように,マイクロレンズアレイ3は,光電変換素子群7を構成する複数の光電変換素子6のうち,被写体からの光線が通過する撮像レンズ2の瞳位置に対して相対的に同一位置に存在する光電変換素子6に光線を入射させるものである。   Light rays that have passed through the pupil regions a11, a12, a13, a14, or a15 of the imaging lens 2 are incident on the photoelectric conversion elements p11, p12, p13, p14, or p15 by the microlens array 3. Similarly, the light beam that has passed through the pupil regions a21, a22, a23, a24, or a25 of the imaging lens 2 is incident on the photoelectric conversion elements p21, p22, p23, p24, or p25 by the microlens array 3. Light rays that have passed through the pupil regions a31, a32, a33, a34, or a35 enter the photoelectric conversion elements p31, p32, p33, p34, or p35 by the microlens array 3, and the pupil regions a41, a42, a43 of the imaging lens 2 , A44 or a45 is incident on the photoelectric conversion elements p41, p42, p43, p44 or p45 by the microlens array 3 and passes through the pupil regions a51, a52, a53, a54 or a55 of the imaging lens 2. The light beam is incident on the photoelectric conversion elements p51, p52, p53, p54 or p55 by the microlens array 3. The pupil regions a11 to a15, a21 to a25, a31 to a35, a41 to a45 and a51 to a55 of the imaging lens 2 as described above, the photoelectric conversion elements p11 to p15, p21 to p25, and p31 to p35 of the photoelectric conversion element group 7. , P41 to p45 and p51 to p55 are not limited to the specific photoelectric conversion element group 7, but are established for all the photoelectric conversion element groups 7 included in the imaging element 5. As described above, the microlens array 3 is present at the same position relative to the pupil position of the imaging lens 2 through which the light beam from the subject passes among the plurality of photoelectric conversion elements 6 constituting the photoelectric conversion element group 7. The light is incident on the photoelectric conversion element 6 that performs the above operation.

図1に戻って,操作装置17に含まれるスイッチにより撮像モードが設定されると,ライブビュー撮像が行なわれ,制御装置(撮像制御手段)20による撮像制御によって,相対的に同一位置に存在する光電変換素子6から得られる信号が撮像素子5の出力信号となる。撮像素子5から出力される画像信号は,アナログ信号処理回路11において,相関二重サンプリング,信号増幅,アナログ/ディジタル変換などのアナログ信号処理が行われ,ディジタル画像データとして出力される。アナログ信号処理回路11から出力されたディジタル画像データは,ディジタル信号処理回路12において,基準レベル調整などのディジタル信号処理が行われる。ディジタル信号処理回路12から出力したディジタル画像データは,画像処理装置13において所定の画像処理が行われる。画像処理装置13から出力されたディジタル画像データは,制御装置20を介して表示装置18に与えられる。   Returning to FIG. 1, when the imaging mode is set by the switch included in the operation device 17, live view imaging is performed, and the images are relatively located at the same position by imaging control by the control device (imaging control means) 20. A signal obtained from the photoelectric conversion element 6 becomes an output signal of the imaging element 5. The image signal output from the image sensor 5 is subjected to analog signal processing such as correlated double sampling, signal amplification, and analog / digital conversion in the analog signal processing circuit 11, and is output as digital image data. The digital image data output from the analog signal processing circuit 11 is subjected to digital signal processing such as reference level adjustment in the digital signal processing circuit 12. The digital image data output from the digital signal processing circuit 12 is subjected to predetermined image processing in the image processing device 13. The digital image data output from the image processing device 13 is given to the display device 18 via the control device 20.

ライトフィールドカメラの場合,異なる視点(異なる方向)からの光線が,光電変換素子群7を構成する複数の光電変換素子6のそれぞれに入射することとなるから,すべての光電変換素子6から得られる信号を用いてライブビュー画像を表示させると,全体がぼけた画像となってしまう。この実施例では,特定の視点(特定の方向)からの光線のみが入射する光電変換素子6から得られる信号によって表されるライブビュー画像が,制御装置(表示制御部)20によって,表示装置18の表示画面に表示させられる。鮮鋭なライブビュー画像30が表示されるようになる。   In the case of a light field camera, light rays from different viewpoints (different directions) are incident on each of the plurality of photoelectric conversion elements 6 constituting the photoelectric conversion element group 7, and thus are obtained from all the photoelectric conversion elements 6. When a live view image is displayed using a signal, the entire image becomes blurred. In this embodiment, a live view image represented by a signal obtained from the photoelectric conversion element 6 on which only light rays from a specific viewpoint (specific direction) are incident is displayed by the control device (display control unit) 20 on the display device 18. Is displayed on the display screen. A sharp live view image 30 is displayed.

操作装置17に含まれるシャッタレリーズボタンが押されると,絞り2Aは制御装置20によって第1の絞り値(例えば,開放絞り値であるが,開放絞り値でなくともよい。)に設定される。第1の絞り値に絞り2Aが設定された状態で,制御装置(第1の撮像制御手段)20の制御のもとに撮像素子5によって被写体が撮像させられる。撮像により撮像素子5からは第1の撮像信号データが得られる。得られた第1の撮像信号データは,アナログ信号処理回路11,ディジタル信号処理回路12および画像処理装置13を介してメモリ14に与えられ,一時的に記憶される。   When a shutter release button included in the operation device 17 is pressed, the aperture 2A is set to a first aperture value (for example, an open aperture value, but not an open aperture value) by the control device 20. The subject is imaged by the imaging device 5 under the control of the control device (first imaging control means) 20 with the aperture 2A set to the first aperture value. The first imaging signal data is obtained from the imaging device 5 by imaging. The obtained first imaging signal data is given to the memory 14 via the analog signal processing circuit 11, the digital signal processing circuit 12, and the image processing device 13, and is temporarily stored.

また,絞り2Aは,制御装置20によって第2の絞り値に設定される。第2の絞り値の開口量は第1の絞り値の開口量よりも少ないもので,ユーザによって指定された絞り値でもよいし,上述したようにして得られた第1の撮像信号データまたは第1の撮像信号データが得られる前に行なわれるライブビュー撮像から得られる撮像信号データにもとづいて決定される絞り値でもよい。ユーザによって絞り値が指定された場合であっても,ライブビュー撮像から得られる撮像信号データにもとづいて決定される絞り値であっても,開口量が第1の絞り値の開口量よりも少なくなるように第2の絞り値が決定される。ユーザによって第2の絞り値が指定される,あるいはライブビュー撮像から得られる撮像信号データにもとづいて第2の絞り値が決定される場合には,先に第2の絞り値が決定(指定)され,その決定された第2の絞り値の開口量よりも大きい開口量となるように第1の絞り値が決定されてもよい。第2の絞り値が開放絞り値の場合には,第1の絞り値による撮像(または第2の絞り値による撮像)が行なわれないようにしてもよい。   The aperture 2A is set to a second aperture value by the control device 20. The aperture amount of the second aperture value is smaller than the aperture amount of the first aperture value, and may be an aperture value designated by the user, or the first imaging signal data or the first image data obtained as described above. It may be an aperture value determined based on imaging signal data obtained from live view imaging performed before one imaging signal data is obtained. Whether the aperture value is specified by the user or the aperture value determined based on the imaging signal data obtained from live view imaging, the aperture amount is smaller than the aperture value of the first aperture value. Thus, the second aperture value is determined. When the second aperture value is designated by the user, or when the second aperture value is determined based on imaging signal data obtained from live view imaging, the second aperture value is determined (designated) first. The first aperture value may be determined such that the aperture amount is larger than the aperture amount of the determined second aperture value. When the second aperture value is an open aperture value, imaging with the first aperture value (or imaging with the second aperture value) may not be performed.

絞り2Aが第2の絞り値に設定されている状態で,制御装置(第2の撮像制御手段)20の制御のもとに撮像素子5によって被写体が撮像させられる。撮像により撮像素子5からは第2の撮像信号データが得られる。得られた第2の撮像信号データは,第1の撮像信号データと同様に,アナログ信号処理回路11,ディジタル信号処理回路12および画像処理装置13を介してメモリ14に与えられ,一時的に記憶される。   The subject is imaged by the imaging device 5 under the control of the control device (second imaging control means) 20 with the aperture 2A set to the second aperture value. Second imaging signal data is obtained from the imaging device 5 by imaging. The obtained second imaging signal data is given to the memory 14 via the analog signal processing circuit 11, the digital signal processing circuit 12, and the image processing device 13 and stored temporarily, as with the first imaging signal data. Is done.

メモリ14に一時的に記憶されている第1の撮像信号データおよび第2の撮像信号データは,メモリ14から読み取られ,画像処理装置13において1つのファイルに格納される(記録される)。そのようなファイルが,記録再生制御装置(記録制御手段)15によってメモリカード16に記録される。記録再生制御装置15は,メモリカード16に記録されたファイルを読み取ることもできる。ファイルには上述した第1の撮像信号データおよび第2の撮像信号データが格納されているから第1の撮像信号データおよび第2の撮像信号データがメモリカード16から読み取られることとなる(読取手段)。読み取られた第1の撮像信号データと第2の撮像信号データとから,制御装置15によって,第1の撮像信号データまたは第2の撮像信号データによって表される被写体像のうち,後述するように,指定された部分が合焦する(ぼけていない)リフォーカス画像が生成される(リフォーカス画像生成手段)。   The first imaging signal data and the second imaging signal data temporarily stored in the memory 14 are read from the memory 14 and stored (recorded) in one file in the image processing device 13. Such a file is recorded on the memory card 16 by the recording / playback control device (recording control means) 15. The recording / reproducing control device 15 can also read a file recorded on the memory card 16. Since the first imaging signal data and the second imaging signal data described above are stored in the file, the first imaging signal data and the second imaging signal data are read from the memory card 16 (reading means). ). As will be described later, among the subject image represented by the first imaging signal data or the second imaging signal data by the control device 15 from the read first imaging signal data and second imaging signal data. , A refocus image in which the designated portion is in focus (not blurred) is generated (refocus image generation means).

図8は,第1の撮像信号データおよび第2の撮像信号データを格納(記録)するファイル構造(データ構造)の一例である。   FIG. 8 is an example of a file structure (data structure) for storing (recording) the first imaging signal data and the second imaging signal data.

ファイルにはファイル管理情報を格納するヘッダ領域および画像データ記録領域が含まれている。ヘッダ領域には距離データ(距離マップ)が格納される。第1の絞り値での撮像により得られた第1の撮像信号データにもとづいて,画像を構成する画素ごとにカメラ1から被写体までの距離を表わす距離データ(距離マップ)が画像処理装置13において生成される。生成された距離データは,ヘッダ領域に格納される。また,第1の撮像信号データおよび第2の撮像信号データは,画像データ記録領域に記録される。もっとも,第1の撮像信号データは,ヘッダ領域に記録されるようにしてもよい。   The file includes a header area for storing file management information and an image data recording area. Distance data (distance map) is stored in the header area. Based on the first imaging signal data obtained by imaging with the first aperture value, distance data (distance map) representing the distance from the camera 1 to the subject is obtained in the image processing device 13 for each pixel constituting the image. Generated. The generated distance data is stored in the header area. The first image signal data and the second image signal data are recorded in the image data recording area. However, the first imaging signal data may be recorded in the header area.

図9は,ライトフィールドカメラ1の処理手順を示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of the light field camera 1.

シャッタレリーズボタンなどによりシャッタ指令がライトフィールドカメラ1に与えられると,制御装置20によって絞り2Aが第1の絞り値(開放絞り値)とされる(ステップ31)。第1の絞り値で被写体が撮像され(ステップ32),上述のように第1の撮像信号データが得られる。得られた第1の撮像信号データは,メモリ14に一時的に記憶される。   When a shutter command is given to the light field camera 1 by a shutter release button or the like, the control device 20 sets the aperture 2A to the first aperture value (open aperture value) (step 31). The subject is imaged with the first aperture value (step 32), and the first imaging signal data is obtained as described above. The obtained first imaging signal data is temporarily stored in the memory 14.

つづいて,制御装置20によって絞り2Aが第2の絞り値とされる(ステップ33)。上述のように,第2の絞り値の開口量は,第1の絞り値の開光量よりも少ないものである。第2の絞り値で被写体が撮像され(ステップ34),上述のように第2の撮像信号データが得られる。得られた第2の撮像信号データは,メモリ14に一時的に記憶される。   Subsequently, the control device 20 sets the aperture 2A to the second aperture value (step 33). As described above, the opening amount of the second aperture value is smaller than the opening amount of the first aperture value. The subject is imaged with the second aperture value (step 34), and the second imaging signal data is obtained as described above. The obtained second imaging signal data is temporarily stored in the memory 14.

メモリ14に記憶されている第1の撮像信号データおよび第2の撮像信号データが制御装置20により読み出され,読み出された第1の撮像信号データおよび第2の撮像信号データが1つのファイルに記録(格納)される(ステップ35)。なお,シャッタレリーズボタンを押す前のライブビュー撮影を第1の絞り値として第1の撮像信号データをメモリ14に一時的に記憶し,シャッタレリーズボタンを押した後を第2の絞り値として第2の撮像信号データをメモリ14に一時的に記録し,第1の絞り値の開口量が第2の絞り値の開口量より大きければ,読み出された第1の撮像信号データおよび第2の撮像信号データが1つのファイルに記録されてもよい。   The first imaging signal data and the second imaging signal data stored in the memory 14 are read by the control device 20, and the read first imaging signal data and second imaging signal data are in one file. Is recorded (stored) (step 35). It should be noted that the first image signal data is temporarily stored in the memory 14 as the first aperture value for the Live View shooting before the shutter release button is pressed, and the second aperture value is set after the shutter release button is pressed. 2 is temporarily recorded in the memory 14, and if the aperture amount of the first aperture value is larger than the aperture amount of the second aperture value, the read first image signal data and the second The imaging signal data may be recorded in one file.

図10は,撮像素子5の受光面において光線が入射しない部分を示している。   FIG. 10 shows a portion where no light beam is incident on the light receiving surface of the image sensor 5.

円で示された領域8は,撮像レンズ2と,1つのマイクロレンズ4を通過した光線が撮像素子5の受光面において入射する領域を示している。これらの領域8は絞り2の開光量が多くなると大きくなり,絞り2の開口量が少なくなると少なくなる。撮像素子5の受光面において,これらの領域8を除く領域(ハッチングで示す)9が,絞り2が絞られたことにより(開口量が少なくなったことにより)光線が入射しない領域である。   A region 8 indicated by a circle indicates a region where light beams that have passed through the imaging lens 2 and one microlens 4 are incident on the light receiving surface of the imaging device 5. These areas 8 increase as the amount of opening of the diaphragm 2 increases, and decrease as the aperture of the diaphragm 2 decreases. On the light receiving surface of the image sensor 5, a region 9 (shown by hatching) excluding these regions 8 is a region where no light beam is incident because the diaphragm 2 is narrowed (because the aperture amount is reduced).

第2の絞り値の開口量によっては(開口量が小さい場合には)図10に示すように,撮像素子5の受光面に光線が入射しない領域9が生じることがある。この場合,領域9からの情報は得られないため,各々の被写体までの距離情報が低下する問題が発生し,第2の撮像信号データをもとにリフォーカスをすると鮮鋭な画像が得られなかったり,精度が劣化したりすることがある。しかしながら,この実施例では,第2の絞り値の開口量よりも開口量の多い第1の絞り値により撮像しているので,第2の絞り値での撮像では入射しない領域9があってもリフォーカスにより所望の部分がぼけずに鮮鋭な画像を得ることができる。   Depending on the opening amount of the second aperture value (when the opening amount is small), there may be a region 9 where no light beam is incident on the light receiving surface of the image sensor 5 as shown in FIG. In this case, since the information from the area 9 cannot be obtained, there arises a problem that the distance information to each subject is lowered, and a sharp image cannot be obtained when refocusing is performed based on the second imaging signal data. Or the accuracy may deteriorate. However, in this embodiment, since imaging is performed with the first aperture value having a larger aperture amount than the aperture amount of the second aperture value, even if there is a region 9 that is not incident in imaging with the second aperture value. By refocusing, a sharp image can be obtained without blurring a desired portion.

図11は,第2の絞り値での撮像により得られた第2の撮像信号データによって表される多視点画像の一例である。   FIG. 11 is an example of a multi-viewpoint image represented by the second imaging signal data obtained by imaging with the second aperture value.

多視点画像40は,開放絞り値より開口量は少ないが,様々な方向からの光線によって表わされているから,画像が全体的にぼけている。   Although the multi-viewpoint image 40 has an aperture amount smaller than the open aperture value, it is represented by light rays from various directions, so the image is totally blurred.

このような多視点画像40から,所望の主要被写体がぼけていない画像を生成する場合には,ユーザによって主要被写体のリフォーカス位置が指定される。指定された主要被写体までの距離が距離データ(距離マップであり,第2の撮像信号データ,すなわち多視点画像データに関連づけられてファイルに格納されている)から読み出される。   When an image in which a desired main subject is not blurred is generated from such a multi-viewpoint image 40, the refocus position of the main subject is designated by the user. The distance to the designated main subject is read from distance data (a distance map, which is stored in a file in association with the second imaging signal data, that is, multi-viewpoint image data).

図12および図13に示すように,読み出された距離に近い距離に主要被写体が存在するような2枚の画像41および44が第2の撮像信号データから生成される。図12は,撮像時にカメラ1から奥側にいる人物42にピントが合っており,手前にいる人物43にはピントが合っていない画像41である。図13は,撮像時にカメラ1から奥側にいる人物42にはピントが合っていず,手前にいる人物43にはピントが合っている画像44である。   As shown in FIGS. 12 and 13, two images 41 and 44 in which the main subject exists at a distance close to the read distance are generated from the second imaging signal data. FIG. 12 shows an image 41 in which the person 42 in the back side from the camera 1 is in focus at the time of imaging, and the person 43 in front is not in focus. FIG. 13 shows an image 44 in which the person 42 in the back side from the camera 1 at the time of imaging is not in focus and the person 43 in front is in focus.

また,絞り開口量が少なく,図10の領域8が小さい場合は被写界深度が深くなるため,ピントのあった画像が得られるが,この場合各々被写体までの距離情報が少ないため,各々被写体までの距離に応じてぼかし処理をすることができない場合がある。このような場合においても第1の絞り値(開放絞り)で距離情報を得ることにより,各々被写体までの距離に応じてぼかし処理ができるようになる。   Further, when the aperture amount is small and the area 8 in FIG. 10 is small, the depth of field is deep, so that a focused image can be obtained. However, in this case, since the distance information to each subject is small, Depending on the distance, the blurring process may not be possible. Even in such a case, by obtaining the distance information with the first aperture value (open aperture), the blurring process can be performed according to the distance to the subject.

さらに例を挙げて特徴を説明すると,水の流れなど動いている被写体を撮影する場合,シャッタを所定時間空けておかないと,水が流れている雰囲気を示す画像を得ることができないが,被写体が明るい状態(晴れている状態で滝の風景を撮影するような場合)でシャッタを所定時間空けておくと,いわゆる白飛び(露出オーバー)の画像になってしまうため,第1の絞り値(開放絞り)で高速シャッタにて撮影し,第2の絞り値で白飛び(露出オーバー)がなく,シャッタを所定時間開けて第2の撮像信号データを得ることができれば,第1の撮像信号データ内の距離情報を使用して距離に応じて特定の領域のみをぼかし処理等をすることで,水の流れる領域のみをぼかし,背景はピントを合わせるといった通常のデジタルカメラでは難しい画像処理も容易にすることができる。   The characteristics will be further explained with an example. When shooting a moving subject such as a flow of water, an image showing the atmosphere in which the water is flowing cannot be obtained unless the shutter is opened for a predetermined time. If the shutter is left for a predetermined time in a bright state (such as when shooting a waterfall landscape in a clear state), a so-called whiteout (overexposed) image will result. If the image is taken with a high-speed shutter with an open aperture), the second aperture value has no overexposure (overexposure), and the shutter can be opened for a predetermined time to obtain the second image signal data, the first image signal data By using the distance information in the image to blur only a specific area according to the distance, it is difficult for a normal digital camera to blur only the area where water flows and focus the background. Image processing can also be facilitated.

図12および図13に示す画像41および画像44がリフォーカスされることにより,図14に示すように人物42および43がぼけていない画像50が得られる。   By refocusing the image 41 and the image 44 shown in FIGS. 12 and 13, an image 50 in which the persons 42 and 43 are not blurred is obtained as shown in FIG.

上述のように,2枚の画像41および44が生成される場合に,光線が入射しない領域9(図10参照)からは第2の撮像信号データが得られない。このために,この実施例では,そのような領域9得られるべきデータは,第1の撮像信号データが利用される。これにより情報量が欠如していない2枚の画像41および44が生成されるようになる。   As described above, when the two images 41 and 44 are generated, the second imaging signal data cannot be obtained from the region 9 (see FIG. 10) where the light does not enter. For this reason, in this embodiment, the first imaging signal data is used as the data to be obtained in such a region 9. As a result, two images 41 and 44 that do not lack the amount of information are generated.

図15は,被写体側から撮像素子5を見た正面図であり,図4に対応している。図16は,第2の撮像信号データうち,一部のデータによって表される画像の一例である。   FIG. 15 is a front view of the image sensor 5 as seen from the subject side, and corresponds to FIG. FIG. 16 is an example of an image represented by a part of the second imaging signal data.

ハッチングで示す光電変換素子6Aおよび6Bのうち,一方の光電変換素子6Aから得られる第2の撮像信号データによって,図16に破線で示す画像50Aが得られる。同様に,他方の光電変換素子6Bから得られる第2の撮像信号データによって,図16に実線で示す画像50Bが得られる。画像50Aと画像50Bとが同時に表示されると,図16に示すように大人の髪の部分で位相差Δに相当する分だけずれることとなる。画像50Aと画像50Bとの位相差相関の補正処理が行われることにより,位相差Δが算出できる。位相差Δだけ,画像50Aまたは画像50Bがシフトされると,大人の髪の部分でずれの無い(ぼけの無い)画像が得られることとなる。また,すべての光電変換素子6から得られる第2の撮像信号データによって画像がシフトされないで表されると,図11に示したように全体がぼけた画像40となるのはいうまでもない。   Of the photoelectric conversion elements 6A and 6B indicated by hatching, an image 50A indicated by a broken line in FIG. 16 is obtained by the second imaging signal data obtained from one photoelectric conversion element 6A. Similarly, an image 50B indicated by a solid line in FIG. 16 is obtained by the second imaging signal data obtained from the other photoelectric conversion element 6B. When the image 50A and the image 50B are displayed at the same time, as shown in FIG. 16, the adult hair portion is shifted by an amount corresponding to the phase difference Δ. The phase difference Δ can be calculated by performing the correction process of the phase difference correlation between the images 50A and 50B. When the image 50A or the image 50B is shifted by the phase difference Δ, an image without deviation (no blur) in the adult hair portion is obtained. Needless to say, if the image is not shifted by the second imaging signal data obtained from all the photoelectric conversion elements 6, the entire image 40 is blurred as shown in FIG.

第2の撮像信号データの撮像時には,図10に示したように,光線が入射しない光電変換素子6が生じることがあるから,光線が入射しない光電変換素子6からは第2の撮像信号データは得られない。このために,光線が入射しない光電変換素子6から得られるべき第2の撮像信号データによって表される上述のような画像50A,50Bも得られない場合がある。この実施例では,第2の撮像信号データの撮像時には得られない画像については,第1の撮像信号データから形成し,画像処理装置13(リフォーカス画像生成手段)において画像をシフトすることにより,指定された部分(例えば,大人の顔の部分)が合焦したリフォーカス画像を生成する。このように,図10に示すように光線が入射しない領域9についての第2の撮像信号データは存在しないので,その領域9から得られるべきデータは第1の撮像信号データが利用される。第1の撮像信号データでは,図10に示すように光線が入射しない領域9が無い(少ない)ので,すべての光電変換素子6から得られる画像をシフトしてぼけの無い画像を生成できるし,また,被写体までの距離情報がわかるので,主要被写体以外をぼかすこともできる。   At the time of imaging the second imaging signal data, as shown in FIG. 10, a photoelectric conversion element 6 in which no light enters may be generated. Therefore, the second imaging signal data from the photoelectric conversion element 6 in which no light enters. I can't get it. For this reason, the above-described images 50A and 50B represented by the second imaging signal data to be obtained from the photoelectric conversion element 6 where no light beam is incident may not be obtained. In this embodiment, an image that cannot be obtained at the time of imaging the second imaging signal data is formed from the first imaging signal data, and the image is shifted by the image processing device 13 (refocus image generating means), A refocus image in which a designated portion (for example, an adult face portion) is focused is generated. Thus, as shown in FIG. 10, there is no second imaging signal data for the region 9 where no light beam is incident, and therefore the first imaging signal data is used as data to be obtained from the region 9. In the first imaging signal data, as shown in FIG. 10, there is no (small) area 9 in which no light enters, so that images obtained from all the photoelectric conversion elements 6 can be shifted to generate a blur-free image. In addition, since the distance information to the subject is known, it is possible to blur other than the main subject.

また,この実施例では,第1の絞り値での撮像により撮像素子5において得られる第1の撮像信号データから,第1の撮像信号データによって表わされる画像を構成する画素ごとに,位相差相関(値,データ)を制御装置20によって算出することができる(位相差相関算出手段)。算出された位相差相関が距離データ(距離マップ)として上述した1つのファイルに記録される。もちろん,算出された位相差相関自体がファイルに記録されてもよい。第2の絞り値で撮像すると,図10に示したように光線が入射しない光電変換素子6が存在するので,第2の撮像信号データによって表される画像を構成するすべての画素に対応して位相差相関を算出できないことがある。このために,第2の撮像信号データによって表される画像によって表わされる被写体のうち,距離がわからない部分が生じることがある。しかしながら,第1の撮像信号データでは,第2の絞り値よりも開口量が大きな第1の絞り値を用いて撮像しているので,第2の撮像信号データからは距離がわからない被写体部分であっても,第1の撮像信号データからは距離がわかることとなる。このような距離データ(距離マップ,位相差相関)が上述したようにファイルに記録される。   In this embodiment, the phase difference correlation is calculated for each pixel constituting the image represented by the first imaging signal data from the first imaging signal data obtained in the imaging device 5 by imaging with the first aperture value. (Value, data) can be calculated by the control device 20 (phase difference correlation calculating means). The calculated phase difference correlation is recorded in the above-mentioned one file as distance data (distance map). Of course, the calculated phase difference correlation itself may be recorded in a file. When an image is picked up with the second aperture value, there is a photoelectric conversion element 6 in which no light beam is incident as shown in FIG. 10, so that it corresponds to all the pixels constituting the image represented by the second image pickup signal data. The phase difference correlation may not be calculated. For this reason, there may be a portion where the distance is not known in the subject represented by the image represented by the second imaging signal data. However, since the first imaging signal data is picked up using the first aperture value whose aperture is larger than the second aperture value, it is a subject portion whose distance is not known from the second imaging signal data. However, the distance is known from the first image signal data. Such distance data (distance map, phase difference correlation) is recorded in the file as described above.

第2の絞り値が開口量の少ない小絞りの場合,被写界深度が深くなるので,被写体までの距離にかかわらず,ぼけのない鮮鋭な画像が得られる。しかし,第1の撮像信号データの距離マップから被写体までの距離がわかるので,距離に応じて画像の一部を,画像処理装置13を用いてぼかすことができるようになる。   When the second aperture value is a small aperture with a small aperture amount, the depth of field becomes deep, so that a sharp and clear image can be obtained regardless of the distance to the subject. However, since the distance to the subject can be known from the distance map of the first imaging signal data, a part of the image can be blurred using the image processing device 13 according to the distance.

また,水平方向に視差のある光電変換素子(例えば,図15に示す6Aと6B,水平方向に視差があれば,6A,6Bに限らない)から得られる,図16に示すような画像50Aを左目用画像,画像50Bを右目用画像とすることにより,これらの画像50Aおよび50Bから制御装置20によって立体画像を生成することもできる(立体画像生成手段)。立体画像の生成においては,同一列に存在する光電変換素子6から得られるデータは,上下方向にシフトしてもよい。第2の撮像信号データから立体画像が生成される場合において,図10に示すように光線が入射しない領域9については第2の撮像信号データが存在しないので,その領域9から得られるべきデータの代わりに第1の撮像信号データを利用して立体画像を生成することができる。また,立体画像によって表わされる被写体のすべての部分(ほとんどの部分)までの距離が分るので,立体画像について,距離に応じた視差を与えることもできる。   Further, an image 50A as shown in FIG. 16 obtained from a photoelectric conversion element having parallax in the horizontal direction (for example, 6A and 6B shown in FIG. 15 and not limited to 6A and 6B if there is parallax in the horizontal direction). By using the left-eye image and the image 50B as the right-eye image, a three-dimensional image can be generated from the images 50A and 50B by the control device 20 (stereoscopic image generating means). In generating a stereoscopic image, data obtained from the photoelectric conversion elements 6 present in the same column may be shifted in the vertical direction. In the case where a stereoscopic image is generated from the second imaging signal data, there is no second imaging signal data in the region 9 where no light ray is incident as shown in FIG. Instead, a stereoscopic image can be generated using the first imaging signal data. Further, since the distance to all parts (most parts) of the subject represented by the stereoscopic image is known, it is possible to give a parallax corresponding to the distance to the stereoscopic image.

図17は,被写体側から撮像素子5を見た正面図であり,図4に対応している。   FIG. 17 is a front view of the image sensor 5 as seen from the subject side, and corresponds to FIG.

マイクロレンズ4に割り当てられている複数の光電変換素子6(光電変換素子群7)に共通の光透過特性を有するフィルタが形成されている。図17において,符号Rは赤色の光成分を透過する特性を有するフィルタであり,符号Bは青色の光成分を透過する特性を有するフィルタであり,符号Gは緑色の光成分を透過する特性を有するフィルタである。図17においては,フィルタはベイヤ配列とされているが他の配列でもよい。   A filter having a light transmission characteristic common to the plurality of photoelectric conversion elements 6 (photoelectric conversion element group 7) assigned to the microlens 4 is formed. In FIG. 17, a symbol R is a filter having a characteristic of transmitting a red light component, a symbol B is a filter having a characteristic of transmitting a blue light component, and a symbol G is a characteristic of transmitting a green light component. It is a filter having. In FIG. 17, the filters are Bayer array, but other filters may be used.

このように,撮像素子5の受光面(光電変換素子6の受光面)にフィルタが形成されている場合には,第1の絞り値での撮像により得られる第1の撮像信号データは,緑色の光成分を透過する特性を有するフィルタGが形成されている光電変換素子6から得られるものだけを上述したようにファイルに格納するようにしてもよい。人間の目は,この緑色に相当する波長領域に対して最も感度が高いこと,また,図17からフィルタGが形成されている光電変換素子6は等間隔で配置されているため,第1の撮像信号データとして使用する。   Thus, when a filter is formed on the light receiving surface of the image sensor 5 (light receiving surface of the photoelectric conversion element 6), the first image signal data obtained by imaging with the first aperture value is green. Only those obtained from the photoelectric conversion element 6 on which the filter G having the characteristic of transmitting the light component is formed may be stored in the file as described above. The human eye is most sensitive to the wavelength region corresponding to the green color, and the photoelectric conversion elements 6 on which the filters G are formed are arranged at equal intervals from FIG. Used as imaging signal data.

図17に示す例では,赤色の光成分を透過するフィルタ,青色の光成分を透過するフィルタおよび緑色の光成分を透過するフィルタが光電変換素子6に形成されているが,シアンの光成分を透過するフィルタ,マゼンタの光成分を透過するフィルタおよびイエローの光成分を透過するフィルタが光電変換素子6に形成されていてもよい。その場合には,イエローの光成分を透過するフィルタが形成されている光電変換素子6から得られる第1の撮像信号データを用いて位相差相関が算出されることとなろう。   In the example shown in FIG. 17, a filter that transmits a red light component, a filter that transmits a blue light component, and a filter that transmits a green light component are formed in the photoelectric conversion element 6. A filter that transmits light, a filter that transmits a magenta light component, and a filter that transmits a yellow light component may be formed in the photoelectric conversion element 6. In that case, the phase difference correlation will be calculated using the first imaging signal data obtained from the photoelectric conversion element 6 in which a filter that transmits the yellow light component is formed.

1 ライトフィールドカメラ(撮像装置)
2 撮像素子
2A 絞り
3 マイクロレンズアレイ
15 記録再生制御装置(記録制御手段,読取手段,)
20 制御装置(第1の撮像制御手段,第2の撮像制御手段,位相差相関算出手段,リフォーカス画像生成手段,立体画像生成手段)
1 Light field camera (imaging device)
2 Image sensor 2A Aperture 3 Micro lens array
15 Recording / playback control device (recording control means, reading means)
20 Control device (first imaging control means, second imaging control means, phase difference correlation calculation means, refocus image generation means, stereoscopic image generation means)

Claims (8)

撮像レンズ,
絞り,
光電変換素子が配列された撮像素子,
上記撮像レンズと上記撮像素子との間に配置され,上記撮像素子の複数の光電変換素子に対して1つのマイクロレンズが割り当てられており,上記複数の光電変換素子のうち,被写体からの光線が通過する上記撮像レンズの瞳位置に対して相対的に同一位置に存在する光電変換素子に上記光線を入射させるマイクロレンズアレイ,
上記絞りを第1の絞り値として,上記撮像素子によって撮像させる第1の撮像制御手段,
上記絞りを,上記第1の絞り値の開口量よりも少ない開口量である第2の絞り値として,上記撮像素子によって撮像させる第2の撮像制御手段,ならびに
上記第1の撮像制御手段にもとづく撮像により上記撮像素子から得られる第1の撮像信号データおよび上記第2の撮像制御手段にもとづく撮像により上記撮像素子から得られる第2の撮像信号データを1つのファイルに記録させる記録制御手段,
を備えた撮像装置。
Imaging lens,
Aperture,
An image sensor in which photoelectric conversion elements are arranged;
One microlens is allocated to the plurality of photoelectric conversion elements of the image pickup element, which is disposed between the image pickup lens and the image pickup element, and light rays from a subject are out of the plurality of photoelectric conversion elements. A microlens array in which the light beam is incident on a photoelectric conversion element existing at the same position relative to the pupil position of the imaging lens passing therethrough,
First imaging control means for imaging with the imaging element, with the aperture as a first aperture value;
Based on the second imaging control means for imaging by the imaging element, and the first imaging control means, with the aperture set as a second aperture value having an aperture amount smaller than the aperture amount of the first aperture value. Recording control means for recording the first imaging signal data obtained from the imaging element by imaging and the second imaging signal data obtained from the imaging element by imaging based on the second imaging control means, in one file;
An imaging apparatus comprising:
上記第1の絞り値は,開口絞りの絞り値である,
請求項1に記載の撮像装置。
The first aperture value is the aperture value of the aperture stop,
The imaging device according to claim 1.
上記光電変換素子の受光面には,
赤色の光成分を透過する特性を有する赤色フィルタ,緑色の光成分を透過する特性を有する緑色フィルタ,もしくは青色の光成分を透過する特性を有する青色フィルタ,またはシアンの光成分を透過する特性を有するシアンフィルタ,マゼンタの光成分を透過する特性を有するマゼンタフィルタ,もしくはイエローの光成分を透過する特性を有するイエローフィルタが形成されており,
上記記録制御手段は,
緑色フィルタまたはイエローフィルタが形成されている光電変換素子から得られる信号を第1の撮像信号データとして1つのファイルに記録させるものである,
請求項1または2に記載の撮像装置。
On the light receiving surface of the photoelectric conversion element,
A red filter that transmits red light components, a green filter that transmits green light components, a blue filter that transmits blue light components, or a light filter that transmits cyan light A cyan filter having, a magenta filter having a characteristic of transmitting a magenta light component, or a yellow filter having a characteristic of transmitting a yellow light component is formed.
The recording control means is
A signal obtained from a photoelectric conversion element on which a green filter or a yellow filter is formed is recorded in one file as first imaging signal data.
The imaging device according to claim 1 or 2.
上記第1の記録制御手段にもとづく撮像により上記撮像素子において得られる第1の撮像信号から得られる位相差相関を算出する位相差相関算出手段をさらに備え,
上記記録制御手段は,
上記位相差相関算出手段によって算出された位相差相関を上記1つのファイルに記録するものである,
請求項1から3のうち,いずれか1項に記載の撮像装置。
A phase difference correlation calculating means for calculating a phase difference correlation obtained from a first image pickup signal obtained in the image pickup device by image pickup based on the first recording control means;
The recording control means is
The phase difference correlation calculated by the phase difference correlation calculating means is recorded in the one file.
The imaging device according to any one of claims 1 to 3.
上記第1の撮像信号データと上記第2の撮像信号データとを用いて,上記撮像素子によって撮像された被写体像のうち,指定された部分が合焦したリフォーカス画像を生成するリフォーカス画像生成手段,
をさらに備えた請求項1から4のうち,いずれか1項に記載の撮像装置。
Refocused image generation for generating a refocused image in which a designated portion is focused out of the subject image captured by the imaging device, using the first imaging signal data and the second imaging signal data means,
The imaging device according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
上記第1の撮像信号データと上記第2の撮像信号データとを用いて立体画像を生成する立体画像生成手段,
をさらに備えた請求項4に記載の撮像装置。
Stereoscopic image generating means for generating a stereoscopic image using the first imaging signal data and the second imaging signal data;
The imaging device according to claim 4, further comprising:
請求項1に記載の撮像装置によって記録された上記第1の撮像信号データと,上記第2の撮像信号データとを読み取る読取手段,および
上記読取手段によって読み取られた上記第1の撮像信号データと上記第2の撮像信号データとから,上記第1の撮像信号データまたは上記第2の撮像信号データによって表される被写体像のうち,指定された部分が合焦するリフォーカス画像を生成するリフォーカス画像生成手段,
を備えた画像再生装置。
Reading means for reading the first imaging signal data and the second imaging signal data recorded by the imaging device according to claim 1, and the first imaging signal data read by the reading means; Refocusing that generates a refocused image in which a specified portion is in focus among the subject image represented by the first imaging signal data or the second imaging signal data from the second imaging signal data Image generation means,
An image reproducing apparatus comprising:
撮像レンズ,絞り,光電変換素子が配列された撮像素子,および上記撮像レンズと上記撮像素子との間に配置され,上記撮像素子の複数の光電変換素子に対して1つのマイクロレンズが割り当てられており,上記複数の光電変換素子のうち,被写体からの光線が通過する上記撮像レンズの瞳位置に対して相対的に同一位置に存在する光電変換素子に上記光線を入射させるマイクロレンズアレイを備えた撮像装置の制御方法において,
第1の撮像制御手段が,上記絞りを第1の絞り値として,上記撮像素子によって撮像させ,
第2の撮像制御手段が,上記絞りを,上記第1の絞り値の開口量よりも少ない開口量である第2の絞り値として,上記撮像素子によって撮像させ,
記録制御手段が,上記第1の撮像制御手段にもとづく撮像により上記撮像素子から得られる第1の撮像信号データおよび上記第2の撮像制御手段にもとづく撮像により上記撮像素子から得られる第2の撮像信号データを1つのファイルに記録させる,
撮像装置の制御方法。
An imaging lens, an aperture, an imaging device in which photoelectric conversion elements are arranged, and a microlens allocated to a plurality of photoelectric conversion elements of the imaging device, arranged between the imaging lens and the imaging element. And a microlens array that causes the light beam to enter a photoelectric conversion element that is located at the same position relative to the pupil position of the imaging lens through which the light beam from the subject passes among the plurality of photoelectric conversion elements. In the control method of the imaging device,
The first imaging control means causes the imaging device to take an image with the aperture as the first aperture value,
The second imaging control means causes the imaging device to capture an image of the aperture as a second aperture value having an aperture smaller than the aperture of the first aperture value,
The recording control means has a first imaging signal data obtained from the imaging element by imaging based on the first imaging control means and a second imaging obtained from the imaging element by imaging based on the second imaging control means. Record signal data in one file,
Control method of imaging apparatus.
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