JP5216640B2 - Imaging apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、多視点から画像を取得可能な撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus capable of acquiring images from multiple viewpoints.
特許文献1では、ズーム駆動可能なメインレンズ系を介して得られた画像データを減数処理して、サブレンズ系を介して得られた画像データと等価な状態の画像データを生成する。次に、この画像データとサブレンズ系を介して得られた画像データとをパターンマッチングによって比較し、メインレンズ系を介して得られた画像データに相当する画像データを、サブレンズ系を介して得られた画像データの中から切り出して、記録部に記録させる。 In Patent Document 1, image data obtained through a zoom-driven main lens system is reduced, and image data in a state equivalent to image data obtained through a sub-lens system is generated. Next, the image data and the image data obtained through the sub lens system are compared by pattern matching, and image data corresponding to the image data obtained through the main lens system is obtained through the sub lens system. The image data is cut out from the obtained image data and recorded in the recording unit.
特許文献2では、CCDカメラの光学的位置の初期調整時や、経年変化によって初期調整時からずれた場合等に、画像補正装置に補正値検出装置を接続し、CCDカメラで撮像した画像における画角差、回転ズレ、並進ズレに応じたアフィン変換の変換値を演算し、画像補正装置を設定する。そして、この画像補正装置によってCCDカメラで撮像した画像をアフィン変換し、各CCDカメラの光学的位置を等価的に精密調整してステレオ画像処理装置に出力する。
特許文献1・2は、ステレオカメラの左右の光学系の光軸、画角の誤差を調整または補正する方法として、機械的な調整によらず、画像処理によって行うことを開示している。しかし、左右画像の共通範囲を切り出す方法だと、左右それぞれの画像に処理を施す必要があり、カメラ制御が煩雑であった。また、一方の光学系の画角を他方より広くしておいて、狭い方の画角に合わせて切り出し、拡大処理(電子ズーム)を行う方法も開示されているが、左右の画角の差が大きくなると、電子ズーム倍率を大きくする必要があり、片方の画質が低下するという問題がある。 Patent Documents 1 and 2 disclose that a method of adjusting or correcting an error in the optical axes and angle of view of the left and right optical systems of a stereo camera is performed by image processing without mechanical adjustment. However, in the method of cutting out the common range of the left and right images, it is necessary to process the left and right images, and camera control is complicated. In addition, a method is disclosed in which the angle of view of one optical system is made wider than the other and cut out in accordance with the narrower angle of view and enlargement processing (electronic zoom) is performed. When the zoom lens becomes large, it is necessary to increase the electronic zoom magnification, and there is a problem that the image quality of one of the images is degraded.
本発明は、多視点撮像装置の複数の光学系の光軸、画角の誤差を調整するに際して、簡単な方法でズーム時の画質低下を抑えてステレオ画像を得ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to obtain a stereo image by suppressing an image quality deterioration during zooming by a simple method when adjusting errors of optical axes and field angles of a plurality of optical systems of a multi-viewpoint imaging apparatus.
本発明に係る撮像装置は、所望の基準光学系および基準光学系以外の1または複数の調整対象光学系の各々を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して複数の画像を出力する撮像部と、撮像部の調整対象光学系を介した撮像素子の撮影範囲が、撮像部の基準光学系を介した撮像素子の撮影範囲を包含するように、調整対象光学系のズームレンズ位置を基準光学系のズームレンズ位置よりも広角側に設定する制御部と、調整対象光学系を介して撮像素子が得た画像から、基準光学系を介した撮像素子の撮影範囲に対応する領域に包含される部分画像を切り出す切出部と、を備える。 An image pickup apparatus according to the present invention outputs a plurality of images by photoelectrically converting a subject image formed through each of a desired reference optical system and one or a plurality of adjustment target optical systems other than the reference optical system using an image pickup device. The zoom lens position of the adjustment target optical system so that the imaging range of the imaging device via the imaging unit and the adjustment target optical system of the imaging unit includes the imaging range of the imaging device via the reference optical system of the imaging unit From the image obtained by the image sensor via the optical system to be adjusted, to a region corresponding to the imaging range of the image sensor via the reference optical system. And a cutout unit that cuts out the included partial image.
制御部は、調整対象光学系の各ズーム段における基準光学系に対する光学的誤差に応じて、調整対象光学系のズームレンズ位置を設定する。 The control unit sets a zoom lens position of the adjustment target optical system according to an optical error with respect to the reference optical system at each zoom stage of the adjustment target optical system.
調整対象光学系および基準光学系の絞り値を変化させる絞り機構を備え、制御部は、調整対象光学系および基準光学系のズームレンズ位置と基準光学系の絞り値に応じて調整対象光学系の絞り値を設定する。 A diaphragm mechanism is provided for changing the aperture values of the adjustment target optical system and the reference optical system, and the control unit adjusts the position of the adjustment target optical system according to the zoom lens position of the adjustment target optical system and the reference optical system and the aperture value of the reference optical system. Set the aperture value.
制御部は、調整対象光学系の被写界深度が基準光学系の被写界深度と略等しくなるように調整対象光学系の絞り値を設定する。 The control unit sets the aperture value of the adjustment target optical system so that the depth of field of the adjustment target optical system is substantially equal to the depth of field of the reference optical system.
制御部は、調整対象光学系のシャッタスピードが基準光学系のシャッタスピードと略等しくなるように撮像素子の撮像感度を設定する。 The control unit sets the imaging sensitivity of the imaging element so that the shutter speed of the adjustment target optical system is substantially equal to the shutter speed of the reference optical system.
制御部は、立体画像を出力する指示を受け付けた場合に部分画像を切り出し、切出部の切り出した部分画像と基準光学系を介して撮像素子が得た画像に基づいて、立体画像を所定の表示画面または印刷媒体に出力する立体画像出力部を備える。 The control unit cuts out the partial image when receiving an instruction to output a stereoscopic image, and converts the stereoscopic image into a predetermined image based on the partial image cut out by the cut-out unit and the image obtained by the imaging element via the reference optical system. A stereoscopic image output unit for outputting to a display screen or a print medium is provided.
領域の位置情報を調整対象光学系を介して撮像素子が得た画像と対応づけて記憶する記憶部を備え、切出部は、記憶部に記憶された領域の位置情報に応じて部分画像を切り出す。 A storage unit that stores the position information of the region in association with the image obtained by the imaging device via the adjustment target optical system, and the clipping unit stores the partial image according to the position information of the region stored in the storage unit; cut.
撮像部の複数の光学系の中から所望の基準光学系の選択を受け付ける選択部を備える。 A selection unit configured to receive selection of a desired reference optical system from among a plurality of optical systems of the imaging unit;
基準光学系または調整対象光学系を介して撮像素子が出力した画像に基づいて平面画像を所定の表示画面または印刷媒体に出力する平面画像出力部を備える。 A flat image output unit is provided that outputs a flat image to a predetermined display screen or print medium based on an image output from the image sensor via the reference optical system or the adjustment target optical system.
本発明に係る撮像方法は、所望の基準光学系および基準光学系以外の1または複数の調整対象光学系の各々を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して複数の画像を出力するステップと、調整対象光学系を介した撮像素子の撮影範囲が、基準光学系を介した撮像素子の撮影範囲を包含するように、調整対象光学系のズームレンズ位置を基準光学系のズームレンズ位置よりも広角側に設定するステップと、調整対象光学系を介して撮像素子が得た画像から、基準光学系を介した撮像素子の撮影範囲に対応する領域に包含される部分画像を切り出すステップと、を実行する。 An imaging method according to the present invention outputs a plurality of images by photoelectrically converting a subject image formed through each of a desired reference optical system and each of one or a plurality of adjustment target optical systems other than the reference optical system using an imaging device. And adjusting the zoom lens position of the adjustment target optical system so that the shooting range of the image pickup element via the adjustment target optical system includes the shooting range of the image pickup element via the reference optical system. A step of setting to a wider angle side than the position, and a step of cutting out a partial image included in an area corresponding to the imaging range of the image sensor via the reference optical system from an image obtained by the image sensor via the adjustment target optical system And execute.
第1の光学系による撮影画像はそのままで、第2の光学系による撮影画像のみを切り出しまた回転させるだけであるから、撮像装置の処理は単純である。また、第2の光学系の画像のみが補間され、第1・2の光学系の画角差は必要最低限に抑えられるので、第2の光学系による撮影画像の補間拡大処理による画質劣化を小さく抑えることができる。 Since the image captured by the first optical system is left as it is, only the image captured by the second optical system is cut out and rotated, so that the processing of the imaging apparatus is simple. In addition, since only the image of the second optical system is interpolated and the difference in the angle of view between the first and second optical systems is minimized, image quality deterioration due to the interpolation enlargement processing of the captured image by the second optical system is reduced. It can be kept small.
<第1実施形態>
図1はカメラ1の電気的構成を示す。第1撮像部2aは、レンズ光軸L1に沿って配列された第1ズームレンズ11、第1絞り12、第1フォーカスレンズ13、及び第1イメージセンサ14によって構成されている。第1ズームレンズ11にはレンズモータ15、第1絞り12にはアイリスモータ16、第1フォーカスレンズ13にはレンズモータ17が接続されており、また、第1イメージセンサ14にはタイミングジェネレータ(TG)18が接続されている。モータ15〜17、及びTG18の動作はCPU19によって制御され、モータ15〜17の実際の駆動開始および終了はCPU19の制御に従ってモータドライバ29が指示する。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows the electrical configuration of the camera 1. The
レンズモータ15は、操作部9からのズーム操作に応じて、第1ズームレンズ11をレンズ光軸L1に沿ってTELE側(繰り出し側)、或いはWIDE側(繰り込み側)に移動させ、ズーム倍率を変化させる。アイリスモータ16は、AE(Auto Exposure)動作時に第1絞り12の開口値(絞り値)を変化させて光束を制限し、露出調整を行う。レンズモータ17は、AF(Auto Focus)動作時に第1フォーカスレンズ13をレンズ光軸L1に沿ってNEAR側(繰り出し側)、或いはINF側(繰り込み側)に移動させて合焦位置を変え、ピント調整を行う。
The
第1イメージセンサ14は、CCDやCMOSなどの固体撮像素子で構成され、第1ズームレンズ11、第1絞り12、及び第1フォーカスレンズ13によって結像された被写体光を受光し、受光素子に受光量に応じた光電荷を蓄積する。第1イメージセンサ14の光電荷蓄積・転送動作は、TG18によって制御され、TG18から入力されるタイミング信号(クロックパルス)により、電子シャッタ速度(光電荷蓄積時間)が決定される。第1イメージセンサ14は、撮影モード時には、1画面分の画像信号を所定周期ごとに取得し、順次、撮像回路28aに入力する。
The
第2撮像部2bは、第1撮像部2aと同一の構成であり、レンズモータ24が接続された第2ズームレンズ20、アイリスモータ25が接続された第2絞り21、レンズモータ26が接続された第2フォーカスレンズ22、及びタイミングジェネレータ(TG)27が接続された第2イメージセンサ23によって構成されている。モータ24〜26、及びTG27の動作はCPU19によって制御される。第1撮像部2aと第2撮像部2bとは、基本的に連動して動作を行うが、各々個別に動作させることも可能となっている。なお、第1及び第2イメージセンサ14,23として、CCD型やCMOS型のイメージセンサが用いられる。
The
第1及び第2イメージセンサ14,23から出力された撮像信号は、それぞれ撮像回路28a、b(まとめて撮像回路28と表記)に含まれる相関二重サンプリング回路(CDS)に入力される。CDSは、第1及び第2イメージセンサ14,23の各受光素子の蓄積電荷量に正確に対応したR,G,Bの画像データを、撮像回路28に含まれる増幅器(AMP)に入力する。AMPは、入力された画像データを増幅し、撮像回路28に含まれるA/D変換器に入力する。A/D変換器は、入力された画像データをアナログからデジタルに変換する。撮像回路28に含まれるCDS、AMP、A/D変換器を通して、第1イメージセンサ14の撮像信号は第1画像データ(左眼用画像データ)として、第2イメージセンサ23の撮像信号は第2画像データ(右眼用画像データ)として出力される。
The imaging signals output from the first and
画像信号処理回路31は、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理をA/D変換器から入力された第1及び第2画像データに施す。フレームメモリ32は、画像信号処理回路31で各種画像処理が施された第1及び第2画像データを一時的に格納する。
The image
評価値算出回路33は、フレームメモリ32に格納された第1及び第2画像データの各々からAF評価値及びAE評価値を算出する。AF評価値は、各画像データの全領域又は所定領域(例えば中央部)について輝度値の高周波成分を積算することにより算出され、画像の鮮鋭度を表す。輝度値の高周波成分とは、隣接する画素間の輝度差(コントラスト)を所定領域内について足し合わせたものである。また、AE評価値は、各画像データの全領域又は所定領域(例えば中央部)について輝度値を積算することにより算出され、画像の明るさを表す。AF評価値及びAE評価値は、公知のAF動作(自動焦点制御)及びAE動作(自動露出制御)においてそれぞれ使用される。
The evaluation
立体画像処理回路34は、フレームメモリ32に格納されている第1及び第2画像データを、表示部10が立体表示を行うための立体画像データに合成する。撮影モード時に表示部10が電子ビューファインダとして使用される際には、立体画像処理回路34によって合成された立体画像データが、表示制御部35を介して表示部10にスルー画として表示される。
The stereoscopic
圧縮伸張処理回路36は、フレームメモリ32に記憶された第1及び第2画像データに対して、JPEG方式等の圧縮形式により圧縮処理を施す。メモリ制御部37は、圧縮伸張処理回路36によって圧縮処理された各画像データをメモリカード等の記録媒体38に記録させる。
The compression /
このようにして記録媒体38に記録された第1及び第2画像データを表示部10に再生表示する場合、記録媒体38の各画像データは、メモリ制御部37によって読み出され、圧縮伸張処理回路36によって伸張処理が行われ、立体画像処理回路34によって立体画像データに変換された後、表示制御部35を介して表示部10に再生画像として表示される。
When the first and second image data recorded on the
表示部10の詳細な構造は図示しないが、表示部10は、その表面にパララックスバリア表示層を備えている。表示部10は、立体表示を行う際に、パララックスバリア表示層に光透過部と光遮蔽部とが交互に所定のピッチで並んだパターンからなるパララックスバリアを発生させるとともに、その下層の画像表示面に左右の像を示す短冊状の画像断片を交互に配列して表示することで擬似的な立体視を可能にする。なお、第1撮像部2aおよび第2撮像部2bから得られた平面画像を短冊状の画像断片に再構成してこれらを交互に配列せず、第1撮像部2aまたは第2撮像部2bの一方から得られた右あるいは左の像のみを短冊状の画像断片に再構成してこれらを交互に配列すれば、観者の右目も左目も同一の平面画像を視覚することになる。
Although the detailed structure of the
CPU19は、立体カメラ1の全体の動作を統括的に制御する。CPU19には、前述のシャッタボタン5、操作部9のほか、不揮発性メモリであるEEPROM39が接続されている。EEPROM39は、各種制御用のプログラムや設定情報などを格納している。CPU19は、このプログラムや設定情報に基づいて各種処理を実行する。
The
シャッタボタン5は2段押しのスイッチ構造となっている。撮影モード中に、シャッタボタン5が軽く押圧(半押し)されると、CPU19はAF動作及びAE動作を開始し撮影準備処理がなされる。この状態でさらにシャッタボタン5が強く押圧(全押し)されると、CPU19は撮影処理を開始し、1画面分の第1及び第2画像データがフレームメモリ32から記録媒体38に転送されて記録される。
The shutter button 5 has a two-stage push switch structure. When the shutter button 5 is lightly pressed (half-pressed) during the shooting mode, the
AF動作は、CPU19がレンズモータ17,26を制御して第1及び第2フォーカスレンズ13,22をそれぞれ所定方向に移動させながら、順次に得られる第1及び第2画像データの各々から評価値算出回路33が算出したAF評価値の最大値を求めることによりなされる。AE動作は、AF動作が完了した後、評価値算出回路33が算出したAE評価値に基づいて、CPU19がアイリスモータ18,27及びTG18,27を制御し、第1及び第2絞り12,21の開口値(絞り値)、及び第1及び第2イメージセンサ14,23の電子シャッタ速度をEEPROM39に予め格納されたプログラム線図に従って設定することによりなされる。
In the AF operation, the
図2はCPU19が実行を制御する調整処理のフローチャートである。この処理をCPU19に実行させるプログラムはEEPROM39に記憶されている。
FIG. 2 is a flowchart of an adjustment process in which the
S1では、基準光学系(例えば第1撮像部2a)と、基準光学系に対する光学的ずれの調整を要する光学系(例えば第2撮像部2b)との間の光学的誤差(光軸ずれ、撮像面の傾き誤差、ズーム倍率誤差など)を、双方の光学系のズームレンズ11、20の全ズーム域に渡って測定する。第1撮像部2a、第2撮像部2bのうち、どちらを基準光学系にするかは任意である。図3に例示するように、通常、鏡筒の機械的な誤差により、ズーム位置に応じて光軸誤差は変化する。また、同じ光軸画角の小さい望遠(テレ)側の方が、撮影画角に対する誤差の比率は大きくなる。一方、図4に例示するように、画面の傾きについては、撮像素子の取付誤差が支配的で、ズーム位置による変動はない。
In S1, an optical error (optical axis deviation, imaging) between the reference optical system (for example, the
S2では、上記測定結果に基づいて、第1撮像部2aのズームレンズ11の各ズーム段における第1撮像部2aの撮影範囲を包含するように、ズームレンズ11の各ズーム段に対応する第2撮像部2bのズームレンズ20のズーム位置を決定する。
In S2, based on the measurement result, the second corresponding to each zoom level of the
具体的には、
δan:ズーム段Znにおける第1、第2の光学系の光軸差による画角のずれ
δbn:ズーム段Znにおける第1、第2の光学系の傾き差による画角のずれ
とすると、第1の光学系のズーム位置Znに対応する第2の光学系のズーム位置Z’nは、
Z’n≧Znの画角+δan+δbn
となるように決定する。よって、第2の光学系のズーム位置Z’nは、第1の光学系のズーム位置Znよりも広角側となる。
In particular,
δan: field angle shift due to the optical axis difference between the first and second optical systems in the zoom stage Zn δbn: field angle shift due to the tilt difference between the first and second optical systems in the zoom stage Zn The zoom position Z′n of the second optical system corresponding to the zoom position Zn of the optical system of
Angle of view of Z′n ≧ Zn + δan + δbn
To be determined. Therefore, the zoom position Z′n of the second optical system is on the wide angle side with respect to the zoom position Zn of the first optical system.
そして、レンズモータ24を駆動し、操作部9にて設定された所望の第1撮像部2aのズーム位置に対応する第2撮像部2bのズーム位置に第2ズームレンズ20を移動させる。
Then, the
図5は第1の光学系(第1撮像部2aの第1ズームレンズ11)のズーム位置Znに対応する第2の光学系(第2撮像部2bの第2ズームレンズ20)のズーム位置Z’nを模式的に示している。上述のように、Z’nはZnよりも広角側(撮影画角が広がる方)になる。
FIG. 5 shows the zoom position Z of the second optical system (the
なお、S1(光学誤差測定)およびS2(ズーム位置の設定)は、あらかじめカメラ1の製造段階で行い、カメラ1のEEPROM39にズーム位置設定値を記憶させておく。S3以降の撮影時には、操作部9のズームレバーの入力と上記EEPROM39のズーム位置設定値に応じて第1・第2の光学系の各々のズーム位置を設定する。
Note that S1 (optical error measurement) and S2 (zoom position setting) are performed in advance in the manufacturing stage of the camera 1, and the zoom position setting value is stored in the
S3では、シャッタボタン5の押下に応じ、各光学系に各々設定されたズーム位置で撮像を実施して画像データを得る。そして、第1撮像部2aよりも広角側のズーム位置が設定された第2撮像部2bで撮影された画像から、第1撮像部2aの撮影範囲に相当する範囲を切り出す。切り出す際には、切り出し範囲を回転して当該傾き差による画角のずれを補正する。図6は、切り出し範囲の一例を示す。このうち図6(a)は第2撮像部2bの撮影画像I1−1に対応する第1撮像部2aのテレ端での切り出し範囲I1−2、図6(b)は第2撮像部2bの撮影画像I2−1に対応する第1撮像部2aのズーム中間域での切り出し範囲I2−2、図6(c)は第2撮像部2bの撮影画像I2−1に対応する第1撮像部2aのワイド端での切り出し範囲I2−2の一例を示す。
In S3, in response to pressing of the shutter button 5, imaging is performed at a zoom position set for each optical system to obtain image data. Then, a range corresponding to the imaging range of the
なお、図6では示していないが、第2撮像部2bの撮影画像における切り出し範囲の位置関係は、ズーム位置によって変動しうる。例えば、光学的誤差の特性によっては、ズーム中間域では切り出し範囲の左上角および右上角が第2撮像部2bの撮影画像の外縁に接することもあり、ズーム位置に関係なく常に切り出し範囲の右下角および左下角が第2撮像部2bの撮影画像の外縁に接する訳ではない。
Although not shown in FIG. 6, the positional relationship of the cutout range in the captured image of the
S4では、上記切り出された画像のサイズが、第1撮像部2aによる撮影画像データと同じ大きさとなるように、切り出された画像に補間処理を行う。補間の仕方は任意であり、例えば欠損画素の正常周辺画素による補間が挙げられる。
In S4, interpolation processing is performed on the clipped image so that the size of the clipped image is the same as the size of the captured image data by the
S5では、第1撮像部2aの画像データとS4での補間処理済みの画像データからステレオ画像を生成させるよう立体画像処理回路34に指示する。
In S5, the stereoscopic
以上の処理によると、第1の光学系(第1撮像部2a)による撮影画像はそのままで、第2の光学系(第2撮像部2b)による撮影画像のみを切り出しまた回転させるだけであるから、カメラの処理は単純である。また、第2の光学系の画像のみが補間され、第1・2の光学系の画角差は必要最低限に抑えられるので、第2の光学系による撮影画像の補間拡大処理による画質劣化を小さく抑えることができる。
According to the above processing, the image captured by the first optical system (
図7に例示するように、従来技術では、単純に第1の光学系の撮像範囲と第2の光学系の撮像範囲の重複をとって切り出すため、切り出し範囲は小さくなり、立体画像のサイズも小さくなるが、本願発明では、広角側の第2の光学系による撮影画像から第1の光学系の撮像範囲に対応する部分を切り出すため、従来技術に比してより大きい切り出し範囲を確保できる。 As illustrated in FIG. 7, in the conventional technique, since the imaging range of the first optical system and the imaging range of the second optical system are simply overlapped and cut out, the cutting range becomes small and the size of the stereoscopic image also increases. However, in the present invention, since a portion corresponding to the imaging range of the first optical system is cut out from the captured image by the second optical system on the wide angle side, a larger cutting range can be secured as compared with the conventional technique.
<第2実施形態>
図8は第2実施形態に係る調整処理のフローチャートである。この処理をCPU19に実行させるプログラムはEEPROM39に記憶されている。
Second Embodiment
FIG. 8 is a flowchart of the adjustment process according to the second embodiment. A program that causes the
S11では、第1撮像部2aのズーム段を、操作部9のズームボタンの入力に応じて設定する。
In S <b> 11, the zoom level of the
S12では、スルー画像の測光結果に応じて第1の光学系(第1撮像部2a)の第1絞り12の絞り値を設定する(自動露出制御:AE)。設定された第1絞り12のF値をFaとする。
In S12, the aperture value of the
S13では、S11で設定された第1の撮像部2aの第1ズームレンズ11のズーム段における撮影範囲を包含するように、対応する第2撮像部2bの第2ズームレンズ20のズーム位置(焦点距離)を決定する。この処理は第1実施形態と同様である。
In S13, the zoom position (focal point) of the corresponding
S14では、第1・2の光学系の被写界深度を略等しくする第2の光学系のF値を決定する。第1の光学系(第1撮像部2a)の焦点距離をfa、F値をFa、第2の光学系(第2撮像部2b)の焦点距離をfb、F値をFbとすると、被写界深度は焦点距離は焦点距離の二乗に略反比例し、F値に略比例するので、第1・2の光学系の被写界深度を略等しくするには、
Fa/(fa)2=Fb/(fb)2
が成立すればよいから、Fb=Fa×(fb/fa)2と決定する。つまり、第1の光学系に比して第2の光学系を広角側に設定すると、焦点距離が短いので被写界深度が深くなるが、F値を小さくすることでこれを相殺する。
In S14, the F value of the second optical system that makes the depths of field of the first and second optical systems substantially equal is determined. When the focal length of the first optical system (
Fa / (fa) 2 = Fb / (fb) 2
Therefore, Fb = Fa × (fb / fa) 2 is determined. That is, when the second optical system is set on the wide-angle side as compared with the first optical system, the focal length is short and the depth of field becomes deep, but this is offset by reducing the F value.
S15では、決定したF値(Fb)が開放F値(第2の絞り21を完全に開いたときのF値)よりも大きい値になるか否かを判断し、Yesの場合はS16、Noの場合はS17に進む。
In S15, it is determined whether or not the determined F value (Fb) is larger than the open F value (F value when the
S16では、第2撮像部2bの絞りが段階的な値をとる場合は、決定したF値に最も近い絞り段を選択する。
In S16, when the aperture of the
S17では、第2撮像部2bの絞りを開放F値に設定する。
In S17, the aperture of the
なお、上記のように第1・2の光学系の絞り(F値)を異なる設定にした場合、シャッタスピードを揃えるために感度を調節するのが好ましい。第1撮像部2aの第1イメージセンサ14のAv値をAa、Sv値をSa、第2撮像部2bの第2イメージセンサ23のAv値をAb、Sv値をSbとすると、
Aa−Sa=Ab−Sb
を満足するように、SaおよびSbを設定する。
In addition, when the apertures (F values) of the first and second optical systems are set differently as described above, it is preferable to adjust the sensitivity in order to make the shutter speed uniform. When the Av value of the
Aa-Sa = Ab-Sb
Sa and Sb are set so as to satisfy
図9はシャッタスピードの設定例を示す。例えば、fa=100mm、fb=70mm、Fa=F8とすると、
Fb=8×(70/100)^2=3.91≒4(F4)に設定する。
FIG. 9 shows an example of setting the shutter speed. For example, when fa = 100 mm, fb = 70 mm, and Fa = F8,
Fb = 8 × (70/100) ^ 2 = 3.91≈4 (F4).
このとき、Aa=6、Ab=4なので、第1撮像部2aの第1イメージセンサ14のISO感度Sa=7(ISO400)とすると、
Sb=Ab+Sa−Aa=4+7−6=5(ISO100)
つまりこの場合、第2撮像部2bの第2イメージセンサ23をISO100に設定すれば、第1撮像部2a・第2撮像部2bのシャッタスピードを同じ値に設定することができる。
At this time, since Aa = 6 and Ab = 4, when ISO sensitivity Sa = 7 (ISO400) of the
Sb = Ab + Sa−Aa = 4 + 7−6 = 5 (ISO 100)
That is, in this case, if the
以上より、各光学系の被写界深度を揃えることができるので、各光学系で撮影された画像は被写体距離に応じて同様のボケ具合となり、違和感のないステレオ画像が得られる。 As described above, since the depth of field of each optical system can be made uniform, an image photographed by each optical system has the same blur condition according to the subject distance, and a stereo image without a sense of incongruity can be obtained.
また、各光学系のシャッタスピードを揃えることができるので、被写体ブレが生じた場合でも、各光学系の画像が同様のボケ具合となり、違和感のないステレオ画像が得られる。 In addition, since the shutter speeds of the optical systems can be made uniform, even when subject blurring occurs, the images of the optical systems have the same blurring condition, and a stereo image without a sense of incongruity can be obtained.
<その他の実施形態>
第1〜2実施形態において、操作部9から、第1撮像部2aあるいは第2撮像部2bの撮像した画像を平面画像として表示部10に表示する旨の指示が入力された場合、CPU19は切り出しをしていない画像(元画像)を表示部10に表示し、操作部9から、ステレオ画像を表示する旨の指示が入力された場合、CPU19は切り出し画像を作成して、上記のような立体画像を表示部10に表示するとよい。
<Other embodiments>
In the first and second embodiments, when an instruction for displaying the image captured by the
また、第1撮像部2aあるいは第2撮像部2bの画像を実際に切り出す代わりに、切り出し範囲を示す情報を、当該画像と対応づけて記録し、ステレオ画像を表示する場合にCPU19が当該情報を参照して実際に切り出しを行ってもよい。切り出し範囲を示す情報は、当該画像を格納したファイルのヘッダ、タグ、メタ情報として格納するとよい。
Further, instead of actually cutting out the image of the first
実際に切り出しされた画像のみを記録媒体38に記録すれば、容量の節約になるが、画像を切り出さずに切り出し範囲を示す情報を記録しておけば、画像編集の自由度が増し、補間処理のされていない高画質のオリジナル画像を適宜加工して利用できる。
If only the actually cut-out image is recorded on the
また、表示部10は、観者に平面または立体的な画像を視覚させるプリント物に置き換えることができる。立体的なプリント物およびその作成方法はレンチキュラープリントなど公知の方法で実現できる。
In addition, the
さらに、第1撮像部2a・第2撮像部2bのうち基準光学系をいずれに選択するかを操作部9から任意に設定できてもよいし、デフォルトでいずれか1つの光学系が選択されていてもよい。例えば、ユーザが自己の効き目に対応する光学系を基準光学系に選択し、操作部9から基準光学系の画像を平面表示する旨の指示を受け取ると、補間処理のされていない高画質の平面画像を効き目側の視点で視覚できる。また、本発明は3つ以上の光学系を有するカメラにも適用可能であり、基準光学系が少なくとも1つ決まれば、後はその他の光学系の切り出し範囲をその基準光学系に合わせて決めればよい。
Furthermore, it may be possible to arbitrarily set which of the
2a:第1撮像部、2b:第2撮像部、11:第1ズームレンズ、20:第2ズームレンズ、19:CPU 2a: first imaging unit, 2b: second imaging unit, 11: first zoom lens, 20: second zoom lens, 19: CPU
Claims (8)
前記撮像部の調整対象光学系を介した前記撮像素子の撮影範囲が、前記撮像部の基準光学系を介した前記撮像素子の撮影範囲を包含するように、前記調整対象光学系のズームレンズ位置を前記基準光学系のズームレンズ位置よりも広角側に設定する制御部と、
前記調整対象光学系を介して前記撮像素子が得た画像から、前記基準光学系を介した前記撮像素子の撮影範囲に対応する領域に包含される部分画像を切り出す切出部と、
前記調整対象光学系および前記基準光学系の絞り値を変化させる絞り機構と、
を備え、
前記制御部は、前記調整対象光学系および前記基準光学系のズームレンズ位置と前記基準光学系の絞り値に応じて前記調整対象光学系の絞り値を設定し、かつ前記調整対象光学系の被写界深度が前記基準光学系の被写界深度と略等しくなるように前記調整対象光学系の絞り値を設定する撮像装置。 An imaging unit that photoelectrically converts an object image formed through each of a desired reference optical system and one or a plurality of adjustment target optical systems other than the reference optical system, and outputs a plurality of images;
The zoom lens position of the adjustment target optical system so that the imaging range of the imaging element via the adjustment target optical system of the imaging unit includes the imaging range of the imaging element via the reference optical system of the imaging unit A control unit for setting the zoom lens position on the wide-angle side from the zoom lens position of the reference optical system;
A cutout unit that cuts out a partial image included in a region corresponding to the imaging range of the image pickup device via the reference optical system from an image obtained by the image pickup device via the adjustment target optical system;
An aperture mechanism for changing aperture values of the adjustment target optical system and the reference optical system;
Equipped with a,
The control unit sets the aperture value of the adjustment target optical system according to the zoom lens positions of the adjustment target optical system and the reference optical system and the aperture value of the reference optical system, and the target of the adjustment target optical system. An imaging apparatus that sets an aperture value of the optical system to be adjusted so that a depth of field is substantially equal to a depth of field of the reference optical system .
前記切出部の切り出した部分画像と前記基準光学系を介して前記撮像素子が得た画像に基づいて、立体画像を所定の表示画面または印刷媒体に出力する立体画像出力部を備える請求項1〜3のいずれかに記載の撮像装置。 The control unit cuts out the partial image when receiving an instruction to output a stereoscopic image,
The stereo image output part which outputs a stereo image to a predetermined | prescribed display screen or a printing medium based on the partial image which the said clipping part cut out, and the image which the said image pick-up element acquired via the said reference | standard optical system is provided. The imaging device according to any one of to 3 .
前記切出部は、前記記憶部に記憶された前記領域の位置情報に応じて前記部分画像を切り出す請求項1〜4のいずれかに記載の撮像装置。 A storage unit that stores the positional information of the region in association with an image obtained by the imaging element via the adjustment target optical system;
The cutting unit includes an imaging device according to any one of claims 1-4 for cutting the partial image according to the position information of the region stored in the storage unit.
所望の基準光学系および基準光学系以外の1または複数の調整対象光学系の各々を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して複数の画像を出力するステップと、
前記調整対象光学系を介した前記撮像素子の撮影範囲が、前記基準光学系を介した前記撮像素子の撮影範囲を包含するように、前記調整対象光学系のズームレンズ位置を前記基準光学系のズームレンズ位置よりも広角側に設定するステップと、
前記調整対象光学系を介して前記撮像素子が得た画像から、前記基準光学系を介した前記撮像素子の撮影範囲に対応する領域に包含される部分画像を切り出すステップと、
前記調整対象光学系および前記基準光学系の絞り値を変化させるステップと、
前記調整対象光学系および前記基準光学系のズームレンズ位置と前記基準光学系の絞り値に応じて前記調整対象光学系の絞り値を設定し、かつ前記調整対象光学系の被写界深度が前記基準光学系の被写界深度と略等しくなるように前記調整対象光学系の絞り値を設定するステップと、
を実行する撮像方法。 The imaging device
Outputting a plurality of images by photoelectrically converting a subject image formed through each of a desired reference optical system and one or a plurality of adjustment target optical systems other than the reference optical system with an imaging device;
The zoom lens position of the adjustment target optical system is adjusted so that the shooting range of the image pickup element via the adjustment target optical system includes the shooting range of the image pickup element via the reference optical system. A step for setting the wide-angle side of the zoom lens position;
Cutting out a partial image included in a region corresponding to the imaging range of the imaging element via the reference optical system from an image obtained by the imaging element via the adjustment target optical system;
Changing aperture values of the optical system to be adjusted and the reference optical system;
The aperture value of the adjustment target optical system is set according to the zoom lens position of the adjustment target optical system and the reference optical system and the aperture value of the reference optical system, and the depth of field of the adjustment target optical system is Setting the aperture value of the optical system to be adjusted to be substantially equal to the depth of field of the reference optical system;
An imaging method for executing.
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