JP5956732B2 - Imaging system - Google Patents

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Description

本発明は両眼視差を利用した立体的な画像を得るための撮像システムに関する。   The present invention relates to an imaging system for obtaining a stereoscopic image using binocular parallax.

3次元映像に関する需要は高く、長きに渡って研究開発が成されている。人間の目は左右それぞれが2次元画像を取得するが、水平方向に約6〜7cm離れており、右目による画像と左目による画像との間には対象物までの距離によって視差がある。この2つの画像を脳が処理して3次元立体画像を形成する。従来の立体映像を撮影するための装置としては、人間の目と同様に、カメラあるいは撮像素子を2つ用意したシステムが多い。左右のカメラで撮影した映像をそれぞれの目に分離して呈示することにより、奥行き感を得ることができる。   The demand for 3D images is high, and research and development has been conducted for a long time. The left and right human eyes each acquire a two-dimensional image, but are approximately 6 to 7 cm apart in the horizontal direction, and there is a parallax between the image by the right eye and the image by the left eye depending on the distance to the object. The brain processes these two images to form a three-dimensional stereoscopic image. As a conventional apparatus for photographing a stereoscopic image, there are many systems in which two cameras or two image sensors are prepared, as in the case of human eyes. A sense of depth can be obtained by separately presenting images taken by the left and right cameras.

ところで、撮影レンズの焦点状態を検出する方式の一つとして、センサの各画素にマイクロレンズが形成された2次元のセンサを用いて瞳分割方式の焦点検出を行う装置が特許文献1に開示されている。特許文献1の装置では、センサを構成する各画素の光電変換部が複数に分割され、分割された光電変換部がマイクロレンズを介して撮影レンズの瞳の異なる領域を受光するように構成されている。各マイクロレンズ下の左側の受光部出力と右側の受光部出力の像ズレ量から結像光学系の焦点状態を検出することができる。   By the way, as one of the methods for detecting the focus state of the photographic lens, Patent Document 1 discloses an apparatus that performs pupil division-type focus detection using a two-dimensional sensor in which a microlens is formed in each pixel of the sensor. ing. In the apparatus of Patent Document 1, the photoelectric conversion unit of each pixel constituting the sensor is divided into a plurality of parts, and the divided photoelectric conversion unit is configured to receive different regions of the pupil of the photographing lens through the microlens. Yes. The focus state of the imaging optical system can be detected from the amount of image shift between the left light receiving unit output and the right light receiving unit output under each microlens.

また、特許文献1では、この装置を用いた立体映像撮影の実現についても言及している。全ての画素の左側受光部の出力から第1の映像を作成し、全ての画素の右側受光部の出力から第2の映像を作成する。第1、第2の映像を立体映像再生装置で再生することにより、立体映像を得ることができる。   Patent Document 1 also mentions the realization of stereoscopic video shooting using this apparatus. A first image is created from the output of the left light receiving unit of all the pixels, and a second image is created from the output of the right light receiving unit of all the pixels. A stereoscopic video can be obtained by reproducing the first and second videos with the stereoscopic video reproduction device.

特開昭58−24105号公報JP-A-58-24105

ところで、鑑賞者が感じる被写体の立体感は、前述の第1の映像と第2の映像の視差が小さくなるほど薄れ、視差が大きくなるほどより立体感を感じることができる。   By the way, the stereoscopic effect of the subject that the viewer feels becomes thinner as the parallax between the first video and the second video becomes smaller, and the stereoscopic effect can be felt more as the parallax becomes larger.

しかし、上述の従来技術では、立体映像を撮影できるものの、撮影者が立体感を選択できなかった。また、立体映像撮影時において、所望の被写体のみを強調して立体的に見えるようにしたい、近い被写体はより近くに遠い被写体はより遠くに見えるようにしたい、といった撮影者の多様な好みには対応していなかった。また、アプリなどで撮影した画像を立体処理する技術も開発されているが、撮影者の意図を反映することは難しかった。   However, although the above-described conventional technology can shoot a stereoscopic image, the photographer cannot select a stereoscopic effect. Also, when shooting a 3D image, there are a variety of photographer preferences, such as enhancing only the desired subject to make it appear three-dimensional, and making a close subject look closer and a far subject look farther. It did not correspond. In addition, a technique for three-dimensionally processing an image taken by an application has been developed, but it has been difficult to reflect the intention of the photographer.

そこで、本発明は、1つの撮像素子を用いて立体画像を撮影する場合でも、より効果的な立体画像を撮影することができる撮像システムを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an imaging system capable of capturing a more effective stereoscopic image even when capturing a stereoscopic image using one imaging element.

本発明に係わる撮像システムは、撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する撮像装置を含む撮像システムであって、主被写体を選択する被写体選択手段と、単位画素あたり複数の光電変換部を有する撮像素子と、前記主被写体であるか否かに応じて、それぞれの前記単位画素の前記光電変換部を選択する光電変換部選択手段と、選択された前記光電変換部からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、を有し、前記複数の光電変換部は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記光電変換部選択手段は、前記主被写体に対応する画素については、第1の方向に視差をつけるように、かつ、視差が最も大きくなるように前記光電変換部の組み合わせを選択し、前記主被写体に対応する画素以外の画素については、前記第1の方向に視差をつけるように、かつ、前記主被写体に対応する画素について選択される前記光電変換部の組み合わせよりも内側となるように、前記光電変換部の組み合わせを選択することを特徴とする。
また、本発明に係わる撮像システムは、撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する撮像装置を含む撮像システムであって、主被写体を選択する被写体選択手段と、単位画素あたり複数の光電変換部を有する撮像素子と、前記主被写体であるか否かに応じて、それぞれの前記単位画素の前記光電変換部を選択する光電変換部選択手段と、選択された前記光電変換部からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、を有し、前記複数の光電変換部は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記光電変換部選択手段は、前記主被写体に対応する画素については、第1の方向に視差をつけるように前記光電変換部の組み合わせを選択し、前記主被写体に対応する画素以外の画素については、前記第1の方向とは逆の第2の方向に視差をつけるように、前記光電変換部の組み合わせを選択することを特徴とする。
また、本発明に係わる撮像システムは、撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する複数の撮像装置を含む撮像システムであって、主被写体を選択する被写体選択手段と、前記主被写体であるか否かに応じて、前記複数の撮像装置から2つの撮像装置を選択する撮像装置選択手段と、選択された前記2つの撮像装置からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、を有し、前記複数の撮像装置は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記撮像装置選択手段は、前記主被写体に対応する領域については、第1の方向に視差をつけるように、かつ、視差が最も大きくなるように前記撮像装置の組み合わせを選択し、前記主被写体に対応する領域以外の領域については、前記第1の方向に視差をつけるように、かつ、前記主被写体に対応する領域について選択される前記撮像装置の組み合わせよりも内側となるように、前記撮像装置の組み合わせを選択することを特徴とする。
また、本発明に係わる撮像システムは、撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する複数の撮像装置を含む撮像システムであって、主被写体を選択する被写体選択手段と、前記主被写体であるか否かに応じて、前記複数の撮像装置から2つの撮像装置を選択する撮像装置選択手段と、選択された前記2つの撮像装置からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、を有し、前記複数の撮像装置は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記撮像装置選択手段は、前記主被写体に対応する領域については、第1の方向に視差をつけるように前記撮像装置の組み合わせを選択し、前記主被写体に対応する領域以外の領域については、前記第1の方向とは逆の第2の方向に視差をつけるように、前記撮像装置の組み合わせを選択することを特徴とする。
また、本発明に係わる撮像システムは、撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する撮像装置を含む撮像システムであって、被写体までの距離を検出する検出手段と、単位画素あたりに2つ以上の光電変換部を有する撮像素子と、前記被写体までの距離に応じて、それぞれの前記単位画素の前記光電変換部を選択する光電変換部選択手段と、選択された前記光電変換部からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、を有し、前記光電変換部は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記光電変換部選択手段は、前記検出手段により検出された距離が所定の距離未満である被写体に対応する画素については、第1の方向に視差をつけるように、かつ、視差が最も大きくなるように前記光電変換部の組み合わせを選択し、前記検出手段により検出された距離が前記所定の距離以上である被写体に対応する画素については、前記第1の方向に視差をつけるように、かつ、前記所定の距離未満である被写体に対応する画素について選択された光電変換部の組み合わせよりも内側となるように、前記光電変換部の組み合わせを選択することを特徴とする。
また、本発明に係わる撮像システムは、撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する撮像装置を含む撮像システムであって、被写体までの距離を検出する検出手段と、単位画素あたりに2つ以上の光電変換部を有する撮像素子と、前記被写体までの距離に応じて、それぞれの前記単位画素の前記光電変換部を選択する光電変換部選択手段と、選択された前記光電変換部からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、を有し、前記光電変換部は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記光電変換部選択手段は、前記検出手段により検出された距離が所定の距離未満である被写体に対応する画素については、第1の方向に視差をつけるように前記光電変換部の組み合わせを選択し、前記検出手段により検出された距離が前記所定の距離以上である被写体に対応する画素については、前記第1の方向とは逆の第2の方向に視差をつけるように、前記光電変換部の組み合わせを選択することを特徴とする。
また、本発明に係わる撮像システムは、撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する複数の撮像装置を含む撮像システムであって、被写体までの距離を検出する検出手段と、前記被写体までの距離に応じて、前記複数の撮像装置から2つの撮像装置を選択する撮像装置選択手段と、選択された前記2つの撮像装置からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、を有し、前記複数の撮像装置は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記撮像装置選択手段は、前記検出手段により検出された距離が所定の距離未満である被写体に対応する領域については、第1の方向に視差をつけるように、かつ、視差が最も大きくなるように前記撮像装置の組み合わせを選択し、前記検出手段により検出された距離が前記所定の距離以上である被写体に対応する領域については、第1の方向に視差をつけるように、かつ、前記所定の距離未満である被写体に対応する領域について選択された撮像装置の組み合わせよりも内側となるように、前記撮像装置の組み合わせを選択することを特徴とする。
また、本発明に係わる撮像システムは、撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する複数の撮像装置を含む撮像システムであって、被写体までの距離を検出する検出手段と、前記被写体までの距離に応じて、前記複数の撮像装置から2つの撮像装置を選択する撮像装置選択手段と、選択された前記2つの撮像装置からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、を有し、前記複数の撮像装置は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記撮像装置選択手段は、前記検出手段により検出された距離が所定の距離未満である被写体に対応する領域については、第1の方向に視差をつけるように前記撮像装置の組み合わせを選択し、前記検出手段により検出された距離が前記所定の距離以上である被写体に対応する領域については、前記第1の方向とは逆の第2の方向に視差をつけるように、前記撮像装置の組み合わせを選択することを特徴とする。
An imaging system according to the present invention is an imaging system including an imaging device that captures an image of a subject formed by a photographing lens, and includes a subject selection unit that selects a main subject and a plurality of photoelectric conversion units per unit pixel. An image sensor having a photoelectric conversion unit that selects the photoelectric conversion unit of each unit pixel according to whether or not it is the main subject, and a signal from the selected photoelectric conversion unit Generating means for generating two image signals having parallax, and the plurality of photoelectric conversion units are arranged in a line in a direction in which the parallax is applied, and the photoelectric conversion unit selection unit is arranged on the main subject. For the corresponding pixels, the combination of the photoelectric conversion units is selected so that the parallax is given in the first direction and the parallax is maximized, and the pixels other than the pixels corresponding to the main subject are selected. Selecting the combination of the photoelectric conversion units so as to give a parallax in the first direction and to be inside the combination of the photoelectric conversion units selected for the pixel corresponding to the main subject. It is characterized by.
An imaging system according to the present invention is an imaging system including an imaging device that captures an image of a subject formed by a photographing lens, and includes a subject selection unit that selects a main subject and a plurality of photoelectric conversions per unit pixel. An image sensor having a unit, a photoelectric conversion unit selecting unit that selects the photoelectric conversion unit of each of the unit pixels according to whether or not it is the main subject, and a signal from the selected photoelectric conversion unit Generating means for generating two image signals having parallax, and the plurality of photoelectric conversion units are arranged in a line in a direction in which the parallax is applied, and the photoelectric conversion unit selection unit includes the main conversion unit. For the pixel corresponding to the subject, the combination of the photoelectric conversion units is selected so as to give a parallax in the first direction, and for the pixels other than the pixel corresponding to the main subject, the reverse of the first direction First As direction put parallax, and selects a combination of the photoelectric conversion unit.
An imaging system according to the present invention is an imaging system including a plurality of imaging devices that capture an image of a subject formed by a photographing lens, the subject selecting means for selecting a main subject, and the main subject. Depending on whether or not, an imaging device selection unit that selects two imaging devices from the plurality of imaging devices, and generates two image signals having parallax based on signals from the selected two imaging devices And the plurality of imaging devices are arranged in a line in a direction in which parallax is applied, and the imaging device selection unit performs parallax in a first direction for an area corresponding to the main subject. The combination of the imaging devices is selected so that the parallax is maximized, and the areas other than the area corresponding to the main subject are parallaxed in the first direction, and So also the inside of a combination of the imaging device is selected for a region corresponding to the main object, and selects the combination of the imaging device.
An imaging system according to the present invention is an imaging system including a plurality of imaging devices that capture an image of a subject formed by a photographing lens, the subject selecting means for selecting a main subject, and the main subject. Depending on whether or not, an imaging device selection unit that selects two imaging devices from the plurality of imaging devices, and generates two image signals having parallax based on signals from the selected two imaging devices And the plurality of imaging devices are arranged in a line in a direction in which parallax is applied, and the imaging device selection unit performs parallax in a first direction for an area corresponding to the main subject. The combination of the imaging devices is selected so as to apply a parallax, and the region other than the region corresponding to the main subject is subjected to the parallax in the second direction opposite to the first direction. Combination And selects allowed.
The imaging system according to the present invention is an imaging system including an imaging device that captures an image of a subject formed by a photographing lens, and includes two detection units for detecting a distance to the subject and two per unit pixel. An image sensor having the above photoelectric conversion unit, a photoelectric conversion unit selection unit that selects the photoelectric conversion unit of each unit pixel according to the distance to the subject, and a signal from the selected photoelectric conversion unit Generating means for generating two image signals having a parallax based on the photoelectric conversion unit, wherein the photoelectric conversion units are arranged in a line in a direction in which the parallax is applied, and the photoelectric conversion unit selection unit includes the detection unit For the pixel corresponding to the subject whose distance detected by the step is less than the predetermined distance, the combination of the photoelectric conversion units is set so that the parallax is given in the first direction and the parallax is maximized. The pixel corresponding to the subject whose distance detected by the detection means is equal to or greater than the predetermined distance is applied to the subject having a parallax in the first direction and less than the predetermined distance. The combination of the photoelectric conversion units is selected so as to be inside the combination of the photoelectric conversion units selected for the corresponding pixel.
The imaging system according to the present invention is an imaging system including an imaging device that captures an image of a subject formed by a photographing lens, and includes two detection units for detecting a distance to the subject and two per unit pixel. An image sensor having the above photoelectric conversion unit, a photoelectric conversion unit selection unit that selects the photoelectric conversion unit of each unit pixel according to the distance to the subject, and a signal from the selected photoelectric conversion unit Generating means for generating two image signals having a parallax based on the photoelectric conversion unit, wherein the photoelectric conversion units are arranged in a line in a direction in which the parallax is applied, and the photoelectric conversion unit selection unit includes the detection unit For the pixel corresponding to the subject whose distance detected by the step is less than the predetermined distance, the combination of the photoelectric conversion units is selected so as to give a parallax in the first direction, and is detected by the detection unit. For a pixel corresponding to a subject whose distance is equal to or greater than the predetermined distance, the combination of the photoelectric conversion units is selected so as to give a parallax in a second direction opposite to the first direction. To do.
An imaging system according to the present invention is an imaging system including a plurality of imaging devices that capture an image of a subject formed by a photographing lens, and includes detection means for detecting a distance to the subject, An imaging device selection unit that selects two imaging devices from the plurality of imaging devices according to a distance, and generation that generates two image signals having parallax based on signals from the selected two imaging devices And the plurality of imaging devices are arranged in a line in the direction of parallax, and the imaging device selection unit corresponds to a subject whose distance detected by the detection unit is less than a predetermined distance For the region to be selected, the combination of the imaging devices is selected so that the parallax is given in the first direction and the parallax is maximized, and the distance detected by the detection unit is the predetermined distance The region corresponding to the subject that is greater than or equal to the distance is inside the combination of the imaging devices selected so as to add parallax in the first direction and the region corresponding to the subject that is less than the predetermined distance. Thus, the combination of the imaging devices is selected.
An imaging system according to the present invention is an imaging system including a plurality of imaging devices that capture an image of a subject formed by a photographing lens, and includes detection means for detecting a distance to the subject, An imaging device selection unit that selects two imaging devices from the plurality of imaging devices according to a distance, and generation that generates two image signals having parallax based on signals from the selected two imaging devices And the plurality of imaging devices are arranged in a line in the direction of parallax, and the imaging device selection unit corresponds to a subject whose distance detected by the detection unit is less than a predetermined distance For the area to be selected, the combination of the imaging devices is selected so as to give parallax in the first direction, and the area corresponding to the subject whose distance detected by the detection means is equal to or greater than the predetermined distance. For, wherein the first direction so as to give a parallax in a second direction opposite, and selects a combination of the imaging device.

本発明によれば、1つの撮像素子を用いて立体画像を撮影する場合でも、より効果的な立体画像を撮影することができる撮像システムを提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide an imaging system capable of capturing a more effective stereoscopic image even when capturing a stereoscopic image using one imaging element.

本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置のブロック図。1 is a block diagram of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る撮像素子の構成を説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining a configuration of an image sensor according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る撮像素子の単位画素の構成を説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining a configuration of a unit pixel of the image sensor according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態の撮像素子の構成図。1 is a configuration diagram of an image sensor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の第1の実施形態の撮像素子の構成図。1 is a configuration diagram of an image sensor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の第1の実施形態の撮像素子の構成図。1 is a configuration diagram of an image sensor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の第1の実施形態の撮像素子の駆動タイミングチャート。2 is a drive timing chart of the image sensor according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態の撮像素子を利用した立体画像撮影の原理を説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of stereoscopic image shooting using the image sensor of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態の撮像素子を利用した立体画像撮影の原理を説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of stereoscopic image shooting using the image sensor of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating operation | movement of the 1st Embodiment of this invention. 立体画像撮影を説明するための構図例。The composition example for demonstrating stereoscopic image photography. 立体画像撮影によって得られた画像例。An image example obtained by stereoscopic image shooting. 第1の実施形態の変形例で用いられる光電変換部選択スイッチを示す図。The figure which shows the photoelectric conversion part selection switch used in the modification of 1st Embodiment. 図13の光電変換部選択スイッチを用いた場合の撮像素子の構成を示す図。The figure which shows the structure of an image pick-up element at the time of using the photoelectric conversion part selection switch of FIG. 本発明の第2の実施形態に係る撮像システムのブロック図。The block diagram of the imaging system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating operation | movement of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る固体撮像装置のブロック図。The block diagram of the solid-state imaging device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating operation | movement of the 3rd Embodiment of this invention. 第3の実施形態の立体画像撮影を説明するための構図例。The composition example for demonstrating the stereo image imaging | photography of 3rd Embodiment. 立体画像撮影によって得られた画像の距離マップの例。An example of a distance map of an image obtained by stereoscopic image shooting. 立体画像撮影によって得られた画像例。An image example obtained by stereoscopic image shooting. 本発明の第4の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the operation | movement of the 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の全体構成を示すブロック図である。図1において、撮像素子101は、CMOS型の撮像素子であり、不図示の撮影レンズで結像された画像を取り込む。AFE(Analog Front End)102は、撮像素子からの信号の増幅や黒レベルの調整(OBクランプ)などを行う信号処理回路である。AFE102は、タイミング発生回路110からOBクランプタイミングやOBクランプ目標レベルなどを受け取り、それに従って処理を行う。そして、処理を行ったアナログ信号をデジタル信号に変換する。DFE(Digital Front End)103は、AFE102で変換された各画素のデジタル信号を受けて画像信号の補正や画素の並び替え等のデジタル処理などを行っている。画像処理装置105は、現像処理を行って表示回路108に画像を表示する、制御回路106を介して記録媒体109に記録する、といった処理を行う。なお、制御回路106はその他、操作部107からの指示を受けて、タイミング発生回路110に命令を送るなどの制御も行う。また、記録媒体109にはコンパクトフラッシュ(登録商標)メモリなどがある。メモリ回路(記憶部)104は、画像処理装置105の現像段階での作業用メモリに使用される。また、撮像が続いて行われて現像が間に合わないときのバッファメモリとしても使用される。操作部107には、デジタルカメラを起動させるための電源スイッチ、及び測光処理、測距処理などの撮影準備動作開始やミラー、シャッターを駆動して撮像素子101から読み出した信号を処理して記録媒体109に書き込む一連の撮像動作の開始を指示するシャッタースイッチなどが含まれる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an image sensor 101 is a CMOS type image sensor, and captures an image formed by a photographing lens (not shown). An AFE (Analog Front End) 102 is a signal processing circuit that performs amplification of the signal from the image sensor, black level adjustment (OB clamp), and the like. The AFE 102 receives the OB clamp timing, the OB clamp target level, and the like from the timing generation circuit 110, and performs processing according to the OB clamp timing and the OB clamp target level. Then, the processed analog signal is converted into a digital signal. A DFE (Digital Front End) 103 receives a digital signal of each pixel converted by the AFE 102 and performs digital processing such as image signal correction and pixel rearrangement. The image processing apparatus 105 performs processing such as performing development processing to display an image on the display circuit 108 and recording the image on the recording medium 109 via the control circuit 106. In addition, the control circuit 106 also performs control such as sending an instruction to the timing generation circuit 110 in response to an instruction from the operation unit 107. The recording medium 109 includes a compact flash (registered trademark) memory. The memory circuit (storage unit) 104 is used as a working memory at the development stage of the image processing apparatus 105. Further, it is also used as a buffer memory when imaging is continued and development is not in time. The operation unit 107 includes a power switch for activating the digital camera, a shooting preparation operation start such as photometry processing and distance measurement processing, and a signal read from the image sensor 101 by driving a mirror and a shutter to process a recording medium. A shutter switch for instructing the start of a series of imaging operations written to 109 is included.

図2及び図3は、撮像素子101の構成を説明するための図である。図2は撮像素子101の一部の画素を図示したものである。図2では、6行×6列の画素のみを図示したのみであるが、実際には数千行×数千列と多画素である。   2 and 3 are diagrams for explaining the configuration of the image sensor 101. FIG. 2 illustrates some pixels of the image sensor 101. In FIG. 2, only the pixels of 6 rows × 6 columns are shown, but in actuality, the number of pixels is several thousand rows × thousand columns.

撮像素子101は、光電変換部(PD)上にR(赤)、G(緑)およびB(青)のそれぞれの波長帯域を透過するカラーフィルタが設けられたR画素、G画素、B画素を有する。R、G、Bをベイヤー状に配置し、1画素毎に1つのマイクロレンズ(ML)が配されている。各画素は破線で示されているように、水平方向に1つの画素内が4つに分割されている。   The image sensor 101 includes R pixels, G pixels, and B pixels provided with color filters that transmit each wavelength band of R (red), G (green), and B (blue) on the photoelectric conversion unit (PD). Have. R, G, and B are arranged in a Bayer shape, and one microlens (ML) is arranged for each pixel. Each pixel is divided into four in one pixel in the horizontal direction as indicated by a broken line.

図3は、撮像素子101の1画素(単位画素)の構造を表す図である。撮像素子101の単位画素30には、図のように水平方向に沿って4つの光電変換部(PD)301〜304が配列されている。本実施形態では1画素あたりの分割数は4つで説明しているが、これに限らない。水平方向だけでなく、垂直方向にも分割していても良い。   FIG. 3 is a diagram illustrating the structure of one pixel (unit pixel) of the image sensor 101. In the unit pixel 30 of the image sensor 101, four photoelectric conversion units (PD) 301 to 304 are arranged along the horizontal direction as shown in the figure. In the present embodiment, the number of divisions per pixel is described as four, but this is not a limitation. It may be divided not only in the horizontal direction but also in the vertical direction.

図4は、本実施形態の撮像素子101の回路の一例を示す図である。図4の回路は、図3に示した単位画素30の回路であり、4つの光電変換部から構成されている。PD(フォトダイオード)401は、撮影レンズによって結像された光画像を受けて電荷を発生し、蓄積する。転送スイッチ402は、MOSトランジスタで構成されている。PD401で蓄積された電荷は転送スイッチ402を介してFD(フローティングディフュージョン部)404に転送されて電荷が電圧に変換され、ソースフォロワアンプ405から出力される。選択スイッチ406は、一行分の画素信号を一括して垂直出力線407に出力する。リセットスイッチ403は、FD404の電位、及び転送スイッチ402を介してPD401の電位をVDDにリセットする。このような構成の回路が水平方向に4つ並んで、単位画素を構成している。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit of the image sensor 101 according to the present embodiment. The circuit of FIG. 4 is a circuit of the unit pixel 30 shown in FIG. 3, and is composed of four photoelectric conversion units. The PD (photodiode) 401 receives the light image formed by the photographing lens, generates electric charge, and accumulates it. The transfer switch 402 is composed of a MOS transistor. The charge accumulated in the PD 401 is transferred to an FD (floating diffusion unit) 404 via the transfer switch 402, and the charge is converted into a voltage, which is output from the source follower amplifier 405. The selection switch 406 collectively outputs the pixel signals for one row to the vertical output line 407. The reset switch 403 resets the potential of the FD 404 and the potential of the PD 401 to VDD via the transfer switch 402. Four circuits having such a configuration are arranged in the horizontal direction to constitute a unit pixel.

図5は、撮像素子の構成例を示すブロック図である。図5では、2×2画素分しか図示していないが、実際には数千×数千画素と多画素で構成される。垂直シフトレジスタ501は、行選択線Pres1、Ptx1、Psel1等の信号を画素領域508に出力する。画素領域508は単位画素509が格子状に配置された構成になっており、単位画素509は4つの光電変換部510から構成されている。単位画素509の回路構成は、図4に示した通りである。   FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the image sensor. In FIG. 5, only 2 × 2 pixels are shown, but in actuality, it is composed of several thousand × several thousand pixels. The vertical shift register 501 outputs signals such as row selection lines Pres1, Ptx1, and Psel1 to the pixel region 508. The pixel region 508 has a configuration in which unit pixels 509 are arranged in a grid pattern, and the unit pixel 509 includes four photoelectric conversion units 510. The circuit configuration of the unit pixel 509 is as shown in FIG.

電流源507は、各垂直出力線407に接続される。読み出し回路502は、垂直出力線上の画素信号を入力し、画素信号をnチャネルMOSトランジスタ503を介して差動増幅器505に出力する。また、ノイズ信号をnチャネルMOSトランジスタ504を介して差動増幅器505に出力する。水平シフトレジスタ506は、トランジスタ503及び504のオン/オフを制御し、差動増幅器505は、画素信号とノイズ信号との差分を出力する。   A current source 507 is connected to each vertical output line 407. The readout circuit 502 inputs the pixel signal on the vertical output line and outputs the pixel signal to the differential amplifier 505 via the n-channel MOS transistor 503. Further, the noise signal is output to the differential amplifier 505 via the n-channel MOS transistor 504. The horizontal shift register 506 controls on / off of the transistors 503 and 504, and the differential amplifier 505 outputs a difference between the pixel signal and the noise signal.

図4の転送スイッチ402のゲートは、横方向に延長して配置される第1の行選択線Ptx1(図5)に接続される。同じ行に配置された他の同様な転送スイッチ402のゲートも上記第1の行選択線Ptx1に共通に接続される。図4のリセットスイッチ403のゲートは、横方向に延長して配置される第2の行選択線Pres1(図5)に接続される。同じ行に配置された他の同様なリセットスイッチ403のゲートも上記第2の行選択線Pres1に共通に接続される。図4の選択スイッチ406のゲートは、横方向に延長して配置される第3の行選択線Psel1(図5)に接続される。同じ行に配置された他の同様な選択スイッチ406のゲートも上記第3の行選択線Psel1に共通に接続される。これら第1〜第3の行選択線Ptx1、Pres1、Psel1は、垂直シフトレジスタ501に接続されて駆動される。図5に示されている残りの行においても同様な構成の画素と、行選択線が設けられる。これらの行選択線は、上記垂直シフトレジスタ501に接続された行選択線Ptx2、Pres2、Psel2などである。   The gate of the transfer switch 402 in FIG. 4 is connected to a first row selection line Ptx1 (FIG. 5) arranged extending in the horizontal direction. The gates of other similar transfer switches 402 arranged in the same row are also commonly connected to the first row selection line Ptx1. The gate of the reset switch 403 in FIG. 4 is connected to a second row selection line Pres1 (FIG. 5) that is arranged extending in the horizontal direction. The gates of other similar reset switches 403 arranged in the same row are also commonly connected to the second row selection line Pres1. The gate of the selection switch 406 in FIG. 4 is connected to a third row selection line Psel1 (FIG. 5) arranged extending in the horizontal direction. The gates of other similar selection switches 406 arranged in the same row are also commonly connected to the third row selection line Psel1. These first to third row selection lines Ptx1, Pres1, and Psel1 are connected to and driven by the vertical shift register 501. In the remaining rows shown in FIG. 5, pixels having the same configuration and row selection lines are provided. These row selection lines are row selection lines Ptx2, Pres2, Psel2, etc. connected to the vertical shift register 501.

上記選択スイッチ406のソースは、縦方向に延長して配置される垂直出力線の端子Voutに接続される。同じ列に配置される光電変換部の同様な選択スイッチ406のソースも上記垂直出力線の端子Voutに接続される。図5において、上記垂直出力線の端子Voutは負荷手段である定電流源507に接続される。   The source of the selection switch 406 is connected to a terminal Vout of a vertical output line that extends in the vertical direction. The sources of similar selection switches 406 of the photoelectric conversion units arranged in the same column are also connected to the terminal Vout of the vertical output line. In FIG. 5, the terminal Vout of the vertical output line is connected to a constant current source 507 which is a load means.

図6は、図5に示した読み出し回路502のブロック1列分の回路例を示した図である。破線で囲った部分が列分(水平方向の光電変換部の数)だけあり、各垂直出力線には端子Voutが接続される。   FIG. 6 is a diagram showing a circuit example for one column of the read circuit 502 shown in FIG. There are a portion surrounded by a broken line as many as the number of columns (the number of photoelectric conversion units in the horizontal direction), and a terminal Vout is connected to each vertical output line.

図7は、CMOS型の撮像素子の動作例を示すタイミングチャートである。フォトダイオード401からの光信号電荷の読み出しに先立って、リセットスイッチ403のゲート線Pres1がハイレベルとなる。これによって、増幅MOSトランジスタのゲートがリセット電源電圧にリセットされる。リセットスイッチ403のゲート線Pres1がローレベルに復帰すると同時にクランプスイッチのゲート線Pc0r(図6)がハイレベルになった後に、選択スイッチ406のゲート線Psel1がハイレベルとなる。これによって、リセットノイズが重畳されたリセット信号(ノイズ信号)が垂直出力線Voutに読み出され、各列のクランプ容量C0にクランプされる。次に、クランプスイッチのゲート線Pc0rがローレベルに復帰した後、ノイズ信号側転送スイッチのゲート線Pctnがハイレベルとなり、各列に設けられたノイズ保持容量Ctnにリセット信号が保持される。次に、画素信号側転送スイッチのゲート線Pctsをハイレベルにした後、転送スイッチ402のゲート線Ptx1がハイレベルとなり、フォトダイオード401の光信号電荷が、アンプ405のゲートに転送されると同時に光信号が垂直出力線Voutに読み出される。次に転送スイッチ402のゲート線Ptx1がローレベルに復帰した後、画素信号側転送スイッチのゲート線Pctsがローレベルとなる。これによって、リセット信号からの変化分(光信号)が各列に設けられた信号保持容量Ctsに読み出される。ここまでの動作で、第1行目に接続された光電変換部510の光信号がそれぞれの列に接続された信号保持容量Ctn、Ctsに保持される。   FIG. 7 is a timing chart showing an operation example of a CMOS type image sensor. Prior to the reading of the optical signal charge from the photodiode 401, the gate line Pres1 of the reset switch 403 becomes high level. As a result, the gate of the amplification MOS transistor is reset to the reset power supply voltage. After the gate line Pres1 of the reset switch 403 returns to the low level and the gate line Pc0r (FIG. 6) of the clamp switch becomes high level, the gate line Psel1 of the selection switch 406 becomes high level. As a result, the reset signal (noise signal) on which the reset noise is superimposed is read to the vertical output line Vout and clamped to the clamp capacitor C0 of each column. Next, after the gate line Pc0r of the clamp switch returns to the low level, the gate line Pctn of the noise signal side transfer switch becomes the high level, and the reset signal is held in the noise holding capacitor Ctn provided in each column. Next, after the gate line Pcts of the pixel signal side transfer switch is set to the high level, the gate line Ptx1 of the transfer switch 402 is set to the high level, and the optical signal charge of the photodiode 401 is transferred to the gate of the amplifier 405 at the same time. The optical signal is read out to the vertical output line Vout. Next, after the gate line Ptx1 of the transfer switch 402 returns to the low level, the gate line Pcts of the pixel signal side transfer switch becomes the low level. As a result, the amount of change (optical signal) from the reset signal is read out to the signal holding capacitors Cts provided in each column. With the operation so far, the optical signal of the photoelectric conversion unit 510 connected to the first row is held in the signal holding capacitors Ctn and Cts connected to the respective columns.

この後、水平シフトレジスタ506から供給される信号Phによって、各列の水平転送スイッチゲートが順次ハイレベルとなる。信号保持容量Ctn,Ctsに保持されていた電圧は、順次水平出力線Chn,Chsに読み出され、出力アンプで差分処理されて出力端子OUTに順次出力される。各列の信号読み出しの合間でリセットスイッチによって水平出力線Chn,Chsがリセット電圧VCHRN、VCHRSにリセットされる。以上で、第1行目に接続された画素の読み出しが完了する。   Thereafter, the horizontal transfer switch gates in each column are sequentially set to the high level by the signal Ph supplied from the horizontal shift register 506. The voltages held in the signal holding capacitors Ctn and Cts are sequentially read out to the horizontal output lines Chn and Chs, subjected to differential processing by the output amplifier, and sequentially output to the output terminal OUT. The horizontal output lines Chn and Chs are reset to the reset voltages VCHRN and VCHRS by a reset switch between signal readings of each column. Thus, reading of the pixels connected to the first row is completed.

以下同様に、垂直シフトレジスタ501からの信号によって第2行目以降に接続された光電変換部の信号が順次読み出され、全画素(全光電変換部に蓄積された信号)の読み出しが完了する。なお、本実施形態の撮像素子は、1画素あたり水平方向に4つの光電変換部を配する構成になっている。各光電変換部で蓄積された電荷をそれぞれ読み出しており、1画素あたり4つの信号データを保持することになる。この信号データは、画像処理装置105で処理され、画像として表示回路108で表示、または記録媒体109に書き込まれる。もちろん、信号データを全て記録媒体109に書き込み、PC等で画像処理を行っても良い。また、2次元撮影モードの場合などには、4つの信号データの加算信号を1画素として画像生成しても良い。   Similarly, the signals from the photoelectric conversion units connected in the second and subsequent rows are sequentially read by signals from the vertical shift register 501, and the reading of all the pixels (the signals accumulated in all the photoelectric conversion units) is completed. . Note that the image sensor of the present embodiment has a configuration in which four photoelectric conversion units are arranged in the horizontal direction per pixel. The charges accumulated in each photoelectric conversion unit are read out, and four signal data are held per pixel. This signal data is processed by the image processing device 105 and displayed as an image on the display circuit 108 or written to the recording medium 109. Of course, all the signal data may be written in the recording medium 109 and image processing may be performed by a PC or the like. In addition, in the case of the two-dimensional imaging mode, an image may be generated with an addition signal of four signal data as one pixel.

図4〜図7を用いて説明した本発明の第1の実施形態においては、光電変換部1つに対し垂直出力線1本としたが、本発明はこれに限定されず、複数の光電変換部で垂直出力線を共有する構成でも良い。この場合、垂直出力線を共有する複数の光電変換部の信号は、それぞれ読み出す時刻を変え、順に読み出す。

次に、図2のような画素構造を持つ撮像素子101を利用した立体画像撮影の原理について説明する。図8及び図9は、撮像素子101を利用した立体画像撮影の原理を説明するための図である。図8の単位画素30は図3と同様に撮像素子101の1画素を表したものであり、4つの光電変換部301〜304からなる。また、視差803は、撮影レンズ804における光電変換部302の瞳重心801と光電変換部303の瞳重心802との距離である。図8に示すように、射出瞳801を通過した光束がマイクロレンズ(ML)及びカラーフィルタ(CF)を透過して光電変換部302に結像する。一方、射出瞳802を通過した光束がマイクロレンズ(ML)及びカラーフィルタ(CF)を透過して光電変換部303に結像する。得られた情報は光電変換部302と光電変換部303とでは視差803に相当するずれが生じる。なお、対象物が手前にあるほど、視差803は大きくなる。
In the first embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 4 to 7, one vertical output line is provided for one photoelectric conversion unit. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of photoelectric conversions are performed. Alternatively, the vertical output lines may be shared by the units. In this case, the signals of the plurality of photoelectric conversion units sharing the vertical output line are sequentially read out at different times.

Next, the principle of stereoscopic image shooting using the image sensor 101 having the pixel structure as shown in FIG. 2 will be described. FIGS. 8 and 9 are diagrams for explaining the principle of stereoscopic image shooting using the image sensor 101. A unit pixel 30 in FIG. 8 represents one pixel of the image sensor 101 as in FIG. 3, and includes four photoelectric conversion units 301 to 304. The parallax 803 is the distance between the pupil centroid 801 of the photoelectric conversion unit 302 and the pupil centroid 802 of the photoelectric conversion unit 303 in the photographing lens 804. As shown in FIG. 8, the light beam that has passed through the exit pupil 801 passes through the microlens (ML) and the color filter (CF) and forms an image on the photoelectric conversion unit 302. On the other hand, the light beam that has passed through the exit pupil 802 passes through the microlens (ML) and the color filter (CF) and forms an image on the photoelectric conversion unit 303. The obtained information has a shift corresponding to the parallax 803 between the photoelectric conversion unit 302 and the photoelectric conversion unit 303. Note that the closer the object is to the front, the larger the parallax 803 becomes.

図8に対し、図9は光電変換部301と光電変換部304を使用した場合を模式的に表している。視差903は、撮影レンズ804における光電変換部301の瞳重心901と光電変換部304の瞳重心902との距離である。射出瞳901を通過した光束がマイクロレンズ(ML)及びカラーフィルタ(CF)を透過して光電変換部301に結像する。一方、射出瞳902を通過した光束がマイクロレンズ(ML)及びカラーフィルタ(CF)を透過して光電変換部304に結像する。内側の光電変換部302と303を使った場合に比べ、外側の光電変換部301と304を使った場合の方が、ずれ量(視差 903)が大きくなる。つまり、同じ位置にある被写体を撮影し、同じように立体再生を行った場合、光電変換部302と光電変換部303から得られた信号から得られる立体像よりも、光電変換部301と光電変換部304から得られた信号から得られる立体像の方が、手前に位置しているように見える。   In contrast to FIG. 8, FIG. 9 schematically illustrates the case where the photoelectric conversion unit 301 and the photoelectric conversion unit 304 are used. The parallax 903 is a distance between the pupil centroid 901 of the photoelectric conversion unit 301 and the pupil centroid 902 of the photoelectric conversion unit 304 in the photographing lens 804. The light beam that has passed through the exit pupil 901 passes through the microlens (ML) and the color filter (CF) and forms an image on the photoelectric conversion unit 301. On the other hand, the light beam that has passed through the exit pupil 902 passes through the micro lens (ML) and the color filter (CF) and forms an image on the photoelectric conversion unit 304. The amount of deviation (parallax 903) is greater when the outer photoelectric conversion units 301 and 304 are used than when the inner photoelectric conversion units 302 and 303 are used. That is, when a subject at the same position is photographed and stereoscopic reproduction is performed in the same manner, the photoelectric conversion unit 301 and the photoelectric conversion are more effective than the stereoscopic image obtained from the signals obtained from the photoelectric conversion unit 302 and the photoelectric conversion unit 303. The stereoscopic image obtained from the signal obtained from the unit 304 seems to be positioned in front.

図10は、本実施形態の撮像システムで行う立体画像取得の流れを説明するフローチャートである。まず、図1の撮像装置を用いて撮影を実施する(ステップS1001)。操作部107での操作により、撮像装置を起動させ、所望の被写体に対し、測光・測距処理を行い、シャッターを押して撮影する。なお、この撮影動作の際に、撮影者が画面内の被写体位置を選択しても良い。   FIG. 10 is a flowchart illustrating the flow of stereoscopic image acquisition performed by the imaging system of the present embodiment. First, photographing is performed using the imaging apparatus of FIG. 1 (step S1001). The operation of the operation unit 107 activates the imaging apparatus, performs photometry / ranging processing on a desired subject, and presses the shutter to shoot. Note that the photographer may select a subject position in the screen during the photographing operation.

続いて、撮像素子101の光電変換部(PD)に蓄積された電荷を前述の読み出し方法に従って読み出す(ステップS1002)。ここでは、各画素4つのPD全ての電荷がそれぞれ読み出される。読み出された信号はメモリ回路104に格納される。   Subsequently, the electric charge accumulated in the photoelectric conversion unit (PD) of the image sensor 101 is read according to the above-described reading method (step S1002). Here, the charges of all four PDs of each pixel are read out. The read signal is stored in the memory circuit 104.

読み出された信号情報から主被写体の抽出(被写体選択)を行う(ステップS1003)。主被写体の抽出は、撮影時に撮影者が画面内の位置を選択しておいても良いし、読み出された信号から距離情報を算出して一番距離が短い位置にある被写体を主被写体としても良い。被写体までの距離の算出は色々な方法があるが、本実施形態の撮像素子101は各座標において視差を持った信号を得ることができるという特徴を持っており、視差を利用した三角測量法が好適である。例えば、画面を複数の画素からなる所定のブロックに分割し、各ブロックで距離を算出するといった方法がある。そして、所望の主被写体の抽出は、算出された距離情報から求めることができる。例えば、主被写体の座標を中心とし、その周囲の領域の距離と主被写体の中心座標における距離とを比較し、類似していたら周囲領域も主被写体として選択していくという方法がある。これを繰り返し、中心座標における距離と周囲領域の距離とにある閾値以上の差があった場合は、その領域は主被写体ではないとし、主被写体の抽出を終了する。また、撮影された画像において、選択された主被写体輪郭を形成するエッジを検出し、その内側領域を主被写体領域として抽出する方法もある。その他の公知技術によっても主被写体の抽出は実施可能である。   The main subject is extracted (subject selection) from the read signal information (step S1003). For the extraction of the main subject, the photographer may select a position on the screen at the time of shooting, or the distance information is calculated from the read signal and the subject at the shortest distance is set as the main subject. Also good. There are various methods for calculating the distance to the subject, but the image sensor 101 according to the present embodiment has a feature that a signal having parallax can be obtained at each coordinate, and triangulation method using parallax is used. Is preferred. For example, there is a method in which the screen is divided into predetermined blocks composed of a plurality of pixels, and the distance is calculated for each block. The extraction of the desired main subject can be obtained from the calculated distance information. For example, there is a method in which the coordinates of the main subject are the center, the distance between the surrounding areas and the distance in the center coordinates of the main subject are compared, and if they are similar, the surrounding area is selected as the main subject. This process is repeated, and if there is a difference equal to or greater than a certain threshold between the distance in the central coordinates and the distance between the surrounding areas, the area is not a main subject and the extraction of the main subject is terminated. There is also a method of detecting an edge forming a selected main subject outline in a photographed image and extracting the inner region as a main subject region. The main subject can also be extracted by other known techniques.

図11は、撮影した画像の一例である。例えば、ステップS1001の撮影時に、主被写体1101を選択しておいたとする。まず、選択された座標(Xc,Yc)の距離dcを撮影されたデータから算出する。距離dcを基準として、周囲の領域の距離を比較してdcと一致すれば、その座標の画素は主被写体領域として抽出していく。主被写体までの距離dcと一致しているかの判定は、例えば0.90×dc〜1.10×dcの範囲内であれば一致、といった閾値を設定して行っても良い。また、距離分布をクラスタ分析し、統計的に判定を行っても良い。上記のような処理を行い、主被写体として抽出された領域に相当する座標情報をメモリ回路104に格納しておく(ステップS1004)。   FIG. 11 is an example of a captured image. For example, it is assumed that the main subject 1101 has been selected at the time of shooting in step S1001. First, the distance dc of the selected coordinates (Xc, Yc) is calculated from the captured data. If the distance between the surrounding areas is compared with the distance dc and coincides with dc, the pixel of the coordinates is extracted as the main subject area. The determination as to whether or not the distance to the main subject coincides with the distance dc may be made by setting a threshold value such as coincidence if the distance is within a range of 0.90 × dc to 1.10 × dc. Further, the distance distribution may be subjected to cluster analysis and statistically determined. The above processing is performed, and coordinate information corresponding to the area extracted as the main subject is stored in the memory circuit 104 (step S1004).

ステップS1005から左目用画像、及び右目用画像作成処理を行う。画像データ作成のために、画素データを順次読み出していく。ステップS1005からステップS1009の処理を全画素終了まで繰り返す。画素データの読み出しは、例えば画像の左上をスタートとし、水平方向に読み出し、1行終了したら次の行の読み出し、といったように走査していく。   From step S1005, left eye image and right eye image creation processing is performed. In order to create image data, pixel data is sequentially read out. The processing from step S1005 to step S1009 is repeated until the end of all pixels. The pixel data is read by scanning, for example, starting from the upper left of the image, reading in the horizontal direction, and reading the next row when one row is completed.

読み出した画素(X,Y)に対し、主被写体領域か否かを判定する(ステップS1006)。ステップS1003とステップS1004で処理された主被写体領域情報と照合し、主被写体領域であればステップS1007に、そうでなければステップS1008に進む。   It is determined whether or not the read pixel (X, Y) is the main subject region (step S1006). The main subject area information processed in steps S1003 and S1004 is collated. If it is the main subject area, the process proceeds to step S1007, and if not, the process proceeds to step S1008.

主被写体の領域であった場合、外側PDからの信号を用いて(第1の方向に視差を有する)画像データとする。具体的には、図9を用いて説明すると、左目画像用にPD304のデータを読み出し、右目画像用にPD301のデータを読み出す(ステップS1007)。一方、主被写体の領域でなかった(主被写体に対応する画素以外の画素の)場合、内側PDからの信号を用いて画像データとする。すなわち、左目画像用にPD303のデータを読み出し、右目画像用にPD302のデータを読み出す(ステップS1008)。   In the case of the area of the main subject, image data (having parallax in the first direction) is obtained using a signal from the outside PD. Specifically, referring to FIG. 9, the data of the PD 304 is read for the left eye image, and the data of the PD 301 is read for the right eye image (step S1007). On the other hand, when the region is not the main subject region (a pixel other than the pixel corresponding to the main subject), the image data is obtained using a signal from the inner PD. That is, the data of the PD 303 is read for the left eye image, and the data of the PD 302 is read for the right eye image (step S1008).

主被写体か否かに応じて選択されたPDのデータを当該画素のデータとして書き込む(ステップS1009)。なお、1画素あたり4つの光電変換部からなるため、1つの光電変換部に入射する光量は1/4になり、ここで得られる信号出力はほぼ1/4の光信号となる。光電変換部の分割分を考慮し、得られた信号出力に対し、画像処理装置105でゲイン補正を行う。ステップS1005からS1009を全画素終了まで繰り返す(ステップS1010)。   The PD data selected according to whether or not the subject is the main subject is written as the data of the pixel (step S1009). In addition, since it consists of four photoelectric conversion parts per pixel, the quantity of light incident on one photoelectric conversion part is 1/4, and the signal output obtained here is an optical signal of almost 1/4. Considering the division of the photoelectric conversion unit, the image processing apparatus 105 performs gain correction on the obtained signal output. Steps S1005 to S1009 are repeated until the end of all pixels (step S1010).

以上より、本実施形態の撮像システムにおける画像撮影から画像データ作成までの一連の処理は終了である。書き出された左目用画像データと右目用画像データは、画像処理装置105にて現像処理をし、記録媒体109に保存する。図12に、保存された左目用画像1201と右目用画像1202の一例を示す。左目用画像の主被写体1203はPD304から読み出された信号からなり、それ以外の領域1205はPD303から読み出された信号からなる。一方、右目用画像の主被写体1204はPD301から読み出された信号からなり、それ以外の領域1206はPD302から読み出された信号からなる。このようにして得られ、記録媒体109により保存された左目用画像1201と右目用画像1202は、立体画像再生装置で再生すれば、主被写体をより立体的に見ることができる。   As described above, a series of processing from image capturing to image data creation in the imaging system of the present embodiment is completed. The written left-eye image data and right-eye image data are developed by the image processing apparatus 105 and stored in the recording medium 109. FIG. 12 shows an example of the left-eye image 1201 and the right-eye image 1202 that are stored. The main subject 1203 of the image for the left eye consists of signals read from the PD 304, and the other area 1205 consists of signals read from the PD 303. On the other hand, the main subject 1204 of the right-eye image is composed of signals read from the PD 301, and the other area 1206 is composed of signals read from the PD 302. If the left-eye image 1201 and the right-eye image 1202 obtained in this way and saved by the recording medium 109 are reproduced by a stereoscopic image reproduction device, the main subject can be seen more stereoscopically.

なお、本実施形態では、撮像素子101で蓄積された電荷データを全PD分読み出したが、撮像素子101からの電荷読み出しの際に、主被写体の抽出と使用するPDの選択処理を行っても良い。その場合、例えば図13のような構成の光電変換部選択スイッチ130を設けることで実施可能である。図13の端子1301には、光電変換選択手段より制御される光電変換選択信号が入力される。端子1302は垂直出力線とつながっており、光電変換部からの電荷が入力される。そして、光電変換選択信号の制御により選択された光電変換部からの電荷を読み出すことができる。また、出力端Voutには、電流源1303が接続される。   In the present embodiment, the charge data accumulated in the image sensor 101 is read for all PDs. However, when the charge is read from the image sensor 101, the main subject is extracted and the PD to be used is selected. good. In that case, for example, it can be implemented by providing a photoelectric conversion unit selection switch 130 configured as shown in FIG. A photoelectric conversion selection signal controlled by the photoelectric conversion selection means is input to a terminal 1301 in FIG. The terminal 1302 is connected to the vertical output line, and charges from the photoelectric conversion unit are input. And the electric charge from the photoelectric conversion part selected by control of the photoelectric conversion selection signal can be read. Further, a current source 1303 is connected to the output terminal Vout.

図14は、図13の光電変換部選択スイッチ130を用いた場合の撮像素子の構成を示す図である。垂直出力線407、垂直シフトレジスタ501から水平シフトレジスタ506、及び画素領域508から光電変換部510までの各構成は、図5と同様である。図5で各垂直出力線に設置していた電流源507は、光電変換部選択スイッチ130の中の電流源1303に置き換えられており、図14の構成では必要ない。垂直出力線407と読み出し回路60との間に光電変換部選択スイッチ130を配する。なお、図14の読み出し回路60は図6の読み出し回路の一部である。図14の場合、単位画素あたり4つのPDを水平に配し、左側2つのPDのうち1つを選択して読み出し、右側2つのPDのうち1つを選択して読み出すという構成になる。選択されたPDのみを読み出すため、読み出し回路を少なくすることが可能となる。また、電流源も同様に減らすことが可能となる。   FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of an image sensor when the photoelectric conversion unit selection switch 130 of FIG. 13 is used. Each configuration from the vertical output line 407, the vertical shift register 501 to the horizontal shift register 506, and the pixel region 508 to the photoelectric conversion unit 510 is the same as that in FIG. The current source 507 installed on each vertical output line in FIG. 5 is replaced with the current source 1303 in the photoelectric conversion unit selection switch 130, and is not necessary in the configuration of FIG. A photoelectric conversion unit selection switch 130 is disposed between the vertical output line 407 and the readout circuit 60. Note that the readout circuit 60 in FIG. 14 is a part of the readout circuit in FIG. In the case of FIG. 14, four PDs are arranged horizontally per unit pixel, one of the two left PDs is selected and read, and one of the two right PDs is selected and read. Since only the selected PD is read out, the number of readout circuits can be reduced. Also, the number of current sources can be reduced similarly.

また、本実施形態では1画素あたりのPD数は4つであったが、分割数はそれ以上でも良い。特に、水平方向の分割数が多いほど、視差に差をつけることができる。例えば、被写体によって選択するPDを変えたり、撮影者の好みによって、使用するPDの組み合わせを選んだりすることができる。   In this embodiment, the number of PDs per pixel is four, but the number of divisions may be more than that. In particular, the larger the number of divisions in the horizontal direction, the greater the difference in parallax. For example, the PD to be selected can be changed depending on the subject, or the combination of PDs to be used can be selected according to the photographer's preference.

また、主被写体でない領域の画素について、PDは、左目用にPD302や301を、右目用にPD303や304を選択し、前述の視差とは異なる逆方向(第2の方向)の視差をつけて画像データを作成してもよい。このようにPDを選択することにより、主被写体とそうでない領域について視差情報のコントラストをつけることができ、より効果的に立体画像を作成することができる。   In addition, for pixels in a region other than the main subject, the PD selects PD 302 or 301 for the left eye and PD 303 or 304 for the right eye, and adds a parallax in the reverse direction (second direction) different from the above-described parallax. Image data may be created. By selecting the PD in this way, the contrast of the parallax information can be given to the main subject and the region that is not so, and a stereoscopic image can be created more effectively.

本実施形態では、静止画撮影についてのみ説明したが、動画撮影においても好適である。なお動画の場合、主被写体の選択は前フレームで行い、それを追尾することで処理を高速化することも可能である。   In the present embodiment, only still image shooting has been described, but it is also suitable for moving image shooting. In the case of a moving image, the main subject can be selected in the previous frame, and the processing can be speeded up by tracking it.

なお、本実施形態の撮像素子を用いて2次元画像撮影と3次元画像撮影の両方を実施することが可能である。2次元画像撮影の場合、1画素内の全てのPDからの電荷を加算して1画素の出力とする。加算処理は、全PDの電荷を読み出した後に画像処理装置などで行っても良い。図2のような1画素あたり4つのPDを持つ構成の画素の場合、その出力は4倍になる。一方、3次元画像撮影の場合には、左目画像用、右目画像用ともに1画素あたり1つのPD分の電荷から出力を得るため、2次元画像に対して出力が約1/4になる。そこで、3次元画像用に分割画素1つのみを読み出した場合は、ゲイン補正をかける。ゲイン補正をかけることによって、2次元画像撮影と3次元画像撮影とで画像の明るさを揃えることができる。   Note that it is possible to perform both two-dimensional image photographing and three-dimensional image photographing using the image sensor of the present embodiment. In the case of two-dimensional image shooting, charges from all PDs in one pixel are added to obtain an output of one pixel. The addition process may be performed by an image processing apparatus or the like after reading the charges of all PDs. In the case of a pixel having four PDs per pixel as shown in FIG. 2, the output is quadrupled. On the other hand, in the case of three-dimensional image shooting, since the output is obtained from the charge of one PD per pixel for both the left-eye image and the right-eye image, the output is about ¼ for the two-dimensional image. Therefore, when only one divided pixel is read for a three-dimensional image, gain correction is performed. By applying the gain correction, the brightness of the images can be made uniform in the two-dimensional image photographing and the three-dimensional image photographing.

また、撮像素子内に加算回路を持たせることにより、2次元画像撮影の場合には撮像素子内で1画素分の出力信号を算出して読み出しを行うこともできる。加算方法は、FDで加算する方法や読み出し回路で加算する方法などがある。この場合も、加算(2次元画像撮影)と非加算(3次元画像撮影)とで生じる出力レベル差をなくすようにゲイン補正を行うことが望ましい。   In addition, by providing an adder circuit in the image sensor, an output signal for one pixel can be calculated and read out in the case of two-dimensional image shooting. As an addition method, there are a method of adding by FD, a method of adding by a readout circuit, and the like. Also in this case, it is desirable to perform gain correction so as to eliminate the output level difference caused by addition (two-dimensional image shooting) and non-addition (three-dimensional image shooting).

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態による撮像システムについて図面を参照して説明する。図15は、本発明の第2の実施形態に係る撮像システムの構成を示す図である。第2の実施形態は、複数の撮像装置1501〜1504からなる。撮像装置1501〜1504はそれぞれ、撮像素子を1つ有している。なお、この撮像素子は瞳分割していなくて良い。撮像装置1501〜1504がそれぞれ有する撮像素子で蓄積された電荷は画像処理装置1505で処理され、画像データは記録媒体1507にて保存される。また、この撮像システムは測距システム1508を備え、画面を複数の画素からなる所定のブロックに分割し、画面内のブロック毎の距離の検出が可能な機能を有する。
(Second Embodiment)
An imaging system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of an imaging system according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment includes a plurality of imaging devices 1501 to 1504. Each of the imaging devices 1501 to 1504 has one imaging element. Note that this image sensor does not have to be pupil-divided. The electric charges accumulated in the imaging elements respectively included in the imaging devices 1501 to 1504 are processed by the image processing device 1505, and the image data is stored in the recording medium 1507. This imaging system also includes a distance measuring system 1508, and has a function of dividing the screen into predetermined blocks made up of a plurality of pixels and detecting the distance for each block in the screen.

図16は、第2の実施形態の撮像システムで行う立体画像取得の流れを説明するフローチャートである。まず、撮影を実施する(ステップS1601)。ここでは、図示していないが、制御回路により、撮像装置1501〜1504が同期して撮影が行われるように制御して撮影する。また、この撮影動作時に、撮影者が主被写体を選択しても良い。   FIG. 16 is a flowchart illustrating a flow of stereoscopic image acquisition performed by the imaging system of the second embodiment. First, photographing is performed (step S1601). Here, although not shown, the control circuit controls the imaging devices 1501 to 1504 to perform imaging so as to perform imaging. In addition, the photographer may select the main subject during this photographing operation.

続いて、各撮像装置の撮像素子に蓄積された電荷を読み出し、メモリ回路1506に格納する(ステップS1602)。各撮像装置の電荷を読み出すことにより、各画素について異なる視差情報を持つ4つの電荷データがメモリ回路1506に格納されることになる。   Subsequently, the electric charge accumulated in the image sensor of each imaging device is read and stored in the memory circuit 1506 (step S1602). By reading the charge of each imaging device, four pieces of charge data having different parallax information for each pixel are stored in the memory circuit 1506.

読み出された信号情報から主被写体の抽出、及び主被写体領域データの格納を行う(ステップS1603、ステップS1604)。主被写体の抽出方法は、第1の実施形態と同様の方法で行うことができる。抽出された主被写体領域情報はメモリ回路1506に格納しておく。   The main subject is extracted from the read signal information and the main subject area data is stored (steps S1603 and S1604). The main subject extraction method can be performed in the same manner as in the first embodiment. The extracted main subject area information is stored in the memory circuit 1506.

ステップS1605から左目用画像、及び右目用画像作成処理を行う。画像データ作成のために、メモリ回路1506に格納された画素データを順次読み出していく。ステップS1605からステップS1609の処理を全画素終了まで繰り返す。画素データの読み出しは、例えば画像の左上をスタートとし、水平方向に読み出し、1行終了したら次の行の読み出し、といったように走査していく。   From step S1605, left-eye image and right-eye image creation processing is performed. In order to create image data, the pixel data stored in the memory circuit 1506 is sequentially read out. The processing from step S1605 to step S1609 is repeated until the end of all pixels. The pixel data is read by scanning, for example, starting from the upper left of the image, reading in the horizontal direction, and reading the next row when one row is completed.

読み出した画素(X,Y)に対し、主被写体領域か否かを判定する(ステップS1606)。ステップS1603とステップS1604で処理された主被写体領域情報と照合し、主被写体領域であればステップS1607に、そうでなければステップS1608に進む。   It is determined whether or not the read pixel (X, Y) is the main subject region (step S1606). The main subject area information processed in steps S1603 and S1604 is compared, and if it is the main subject area, the process proceeds to step S1607, and if not, the process proceeds to step S1608.

主被写体の領域であった場合、外側カメラ(撮像装置)からの信号を用いて画像データとする(撮像装置選択)。すなわち、左目画像用に撮像装置1504のデータを読み出し、右目画像用に撮像装置1501のデータを読み出す(ステップS1607)。一方、主被写体の領域でなかった場合、内側カメラからの信号を用いて画像データとする。すなわち、左目画像用に撮像装置1503のデータを読み出し、右目画像用に撮像装置1502のデータを読み出す(ステップS1608)。主被写体か否かに応じて選択された撮像装置のデータを当該画素のデータとして書き込む(ステップS1609)。ステップS1605からS1609を全画素終了まで繰り返す(ステップS1610)。   In the case of the area of the main subject, image data is obtained using the signal from the outer camera (imaging device) (imaging device selection). That is, the data of the imaging device 1504 is read for the left eye image, and the data of the imaging device 1501 is read for the right eye image (step S1607). On the other hand, if it is not the main subject area, it is set as image data using a signal from the inner camera. That is, the data of the imaging device 1503 is read for the left eye image, and the data of the imaging device 1502 is read for the right eye image (step S1608). Data of the imaging device selected according to whether or not it is the main subject is written as data of the pixel (step S1609). Steps S1605 to S1609 are repeated until the end of all pixels (step S1610).

以上より、本実施形態の撮像システムにおける画像撮影から画像データ作成までの一連の処理は終了である。書き出された左目用画像データと右目用画像データは、画像処理装置1505にて現像処理をし、記録媒体1507に保存する。   As described above, a series of processing from image capturing to image data creation in the imaging system of the present embodiment is completed. The written left-eye image data and right-eye image data are developed by the image processing device 1505 and stored in the recording medium 1507.

このようにして得られ、記録媒体1507により保存された左目用画像と右目用画像を立体画像再生装置で再生すれば、主被写体をより立体的に見ることができる。また、主被写体でない領域の画素については、左目用に撮像装置1502や1501を、右目用に撮像装置1503や1504を選択して画像データを作成してもよい。このように撮像装置を選択することにより、主被写体とそうでない領域について視差情報のコントラストをつけることができ、より効果的に立体画像を作成することができる。   When the left-eye image and the right-eye image obtained in this way and stored on the recording medium 1507 are reproduced by the stereoscopic image reproducing device, the main subject can be seen more stereoscopically. Further, for pixels in a region other than the main subject, image data may be created by selecting the imaging devices 1502 and 1501 for the left eye and the imaging devices 1503 and 1504 for the right eye. By selecting the imaging device in this way, the contrast of the parallax information can be given to the main subject and the region that is not so, and a stereoscopic image can be created more effectively.

(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について説明する。図17に示す第3の実施形態の撮像システムの構成は、第1の実施形態を示す図1の撮像システムの構成とほとんど同じであり、測距システム111を有する点のみが異なる。また、第1の実施形態において図2〜図9を用いて説明した内容は、第3の実施形態においても同じである。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment will be described. The configuration of the imaging system of the third embodiment shown in FIG. 17 is almost the same as the configuration of the imaging system of FIG. 1 showing the first embodiment, except that it has a distance measuring system 111. The contents described in the first embodiment with reference to FIGS. 2 to 9 are the same in the third embodiment.

図17は、第3の実施形態の撮像システムの構成を示す図である。図17において、測距システム111は、被写体までの距離を検出するシステムであり、ファインダ内の被写体情報全てに対して距離を検出する。検出された距離情報は、各画素単位に被写体との距離計測値を信号処理し、距離マップとして保持される。なお、測距方法としては、専用の外測AFモジュールを用いても良い。また、本実施形態で使用される撮像素子101は、各画素の光電変換部が複数に分割された構造になっており、各座標において視差を持った信号を得ることができる。この視差情報を利用して三角測量法により距離情報を得ても良い。距離マップについては、後で詳細に説明する。   FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of an imaging system according to the third embodiment. In FIG. 17, a ranging system 111 is a system that detects a distance to a subject, and detects a distance for all subject information in the viewfinder. The detected distance information is signal-processed as a distance map, and is stored as a distance map. As a distance measurement method, a dedicated external measurement AF module may be used. The image sensor 101 used in the present embodiment has a structure in which the photoelectric conversion unit of each pixel is divided into a plurality of parts, and can obtain a signal having parallax at each coordinate. The distance information may be obtained by triangulation using this parallax information. The distance map will be described in detail later.

また、前述したように、撮像素子を構成する各画素の光電変換部が複数に分割され、分割された光電変換部がマイクロレンズを介して撮影レンズの瞳の異なる領域を受光するように構成されている。各マイクロレンズ下の左側の受光部出力と右側の受光部出力の像ズレ量から結像光学系の焦点状態を検出(焦点検出)することができる。   Further, as described above, the photoelectric conversion unit of each pixel constituting the imaging device is divided into a plurality of parts, and the divided photoelectric conversion unit is configured to receive different areas of the pupil of the photographing lens through the microlens. ing. The focus state of the imaging optical system can be detected (focus detection) from the amount of image shift between the left light receiving unit output and the right light receiving unit output under each microlens.

ところで、視差は合焦位置では視差ゼロになり、それより前ピンでは画像が飛び出す方向、後ピンでは画像が後退する方向に生じる。この現象は、内側の光電変換部(図3のPD302,303)を使用する場合に比べて外側の光電変換部(図3のPD301,304)を使用すると強調される。   By the way, the parallax becomes zero in the in-focus position, and occurs in the direction in which the image jumps out at the front pin and in the direction in which the image retreats at the rear pin. This phenomenon is emphasized when the outer photoelectric conversion units (PDs 301 and 304 in FIG. 3) are used as compared with the case where the inner photoelectric conversion units (PDs 302 and 303 in FIG. 3) are used.

図18は、本実施形態の撮像システムで行う立体画像取得の流れを説明するフローチャートである。まず、図17の撮像装置を用いて撮影を実施する(ステップS1801)。操作部107での操作により、撮像装置を起動させ、所望の被写体に対し、測光・測距処理を行い、シャッターを押して撮影する。   FIG. 18 is a flowchart illustrating the flow of obtaining a stereoscopic image performed by the imaging system of the present embodiment. First, photographing is performed using the imaging apparatus of FIG. 17 (step S1801). The operation of the operation unit 107 activates the imaging apparatus, performs photometry / ranging processing on a desired subject, and presses the shutter to shoot.

続いて、撮像素子101の光電変換部(PD)に蓄積された電荷を前述の読み出し方法に従って読み出す(ステップS1802)。ここでは、各画素4つのPD全ての電荷がそれぞれ読み出される。読み出された信号はメモリ回路104に格納される。   Subsequently, the charges accumulated in the photoelectric conversion unit (PD) of the image sensor 101 are read according to the above-described reading method (step S1802). Here, the charges of all four PDs of each pixel are read out. The read signal is stored in the memory circuit 104.

読み出された信号情報から被写体距離を算出し、距離マップを作成する(ステップS1803)。被写体までの距離の算出は色々な方法があるが、本実施形態の撮像素子101は各座標において視差を持った信号を得ることができるという特徴を持っており、視差を利用した三角測量法が好適である。ステップS1802で読み出した、各画素4つのPDの電荷信号のうち最外郭のPD301とPD304の信号を用いて相関演算を行うなど公知の技術により距離を求めるのが好適である。このようにして算出された各画素の距離情報を距離マップとしてメモリ回路104に格納する。各画素の距離情報は、算出された距離をそのまま格納しても良いし、量子化して格納しても良い。例えば、至近から無限大までを4分割し、至近〜d1だったら0、d1〜d2だったら1、d2〜d3だったら2、d3〜無限大だったら3というように量子化し、メモリ回路104に格納すればメモリ容量を削減することができる。ここで、距離dnは任意の値であり、d1<d2<d3の関係にある(n=1,2,3,…,k)。また、ファインダ内の被写体を全て画像処理により抽出し、類似距離にある被写体ごとに、グループ分けして量子化してもよい。   A subject distance is calculated from the read signal information, and a distance map is created (step S1803). There are various methods for calculating the distance to the subject, but the image sensor 101 according to the present embodiment has a feature that a signal having parallax can be obtained at each coordinate, and triangulation method using parallax is used. Is preferred. It is preferable to obtain the distance by a known technique such as performing correlation calculation using the signals of the outermost PD 301 and PD 304 among the charge signals of the four PDs of each pixel read out in step S1802. The distance information of each pixel calculated in this way is stored in the memory circuit 104 as a distance map. As the distance information of each pixel, the calculated distance may be stored as it is, or may be stored after being quantized. For example, the distance from the nearest to infinity is divided into four, quantized as 0 for the distance to d1, 1 for d1 to d2, 2 for d2 to d3, 2 for d3 to infinity, and so on. If stored, the memory capacity can be reduced. Here, the distance dn is an arbitrary value and has a relationship of d1 <d2 <d3 (n = 1, 2, 3,..., K). Alternatively, all the subjects in the finder may be extracted by image processing, and the subjects at similar distances may be grouped and quantized.

図19は撮影した画像の一例である。ステップS1802で読み出された、各画素の電荷信号より、各画素の距離情報を算出する。距離算出結果をもとに、距離マップを作成する。例えば、被写体1901が距離daで最も近く、0≦da<d1であれば、被写体1901に対応する画素の距離情報は0として格納する。また、被写体1901よりも遠く、背景よりは近い位置にいる被写体1902は距離dbで、d1≦db<d2であれば、被写体1902に対応する画素の距離情報は1として格納する。そして、被写体1903(背景)の距離がd3〜無限大であれば、対応する画素の距離情報は3を格納する。   FIG. 19 is an example of a captured image. The distance information of each pixel is calculated from the charge signal of each pixel read out in step S1802. A distance map is created based on the distance calculation result. For example, if the subject 1901 is closest to the distance da and 0 ≦ da <d1, the pixel distance information corresponding to the subject 1901 is stored as zero. A subject 1902 that is farther than the subject 1901 and closer to the background is a distance db. If d1 ≦ db <d2, the distance information of the pixel corresponding to the subject 1902 is stored as 1. If the distance of the subject 1903 (background) is d3 to infinity, the distance information of the corresponding pixel stores 3.

図19の点線のように、画像をブロック分割し、各ブロックにおいて距離情報を取得する。本実施形態では、水平方向7分割、垂直方向4分割の計28ブロックに分割したが、この限りではない。更に細かく、単位画素ごとに距離情報を持たせても良い。各々のブロックに対し、被写体までの距離を算出し、距離マップとしたものが図20である。図19の被写体1901に対応したブロックは距離情報0、被写体1902に対応したブロックは距離情報1、被写体1903に対応したブロックは距離情報3が格納されている。   As shown by the dotted line in FIG. 19, the image is divided into blocks, and distance information is acquired in each block. In this embodiment, although divided into a total of 28 blocks of 7 divisions in the horizontal direction and 4 divisions in the vertical direction, this is not restrictive. Further finely, distance information may be provided for each unit pixel. FIG. 20 shows a distance map obtained by calculating the distance to the subject for each block. The block corresponding to the subject 1901 in FIG. 19 stores distance information 0, the block corresponding to the subject 1902 stores distance information 1, and the block corresponding to the subject 1903 stores distance information 3.

ここで、ブロックによっては、同一ブロック内に異なる距離に位置する被写体が混在している場合がある。その場合、後述するPDの選択の際に、実際に選択されるべきPDとは異なるPDが選択される領域が生じてしまう。すなわち、同じ被写体であっても領域によって異なるPDが選択されてしまうということが起こりうる。そのため、被写体抽出を行い、同一距離にある被写体に対しては、同じ距離情報を格納することが望ましい。例えば、図19のような画像情報を元に被写体抽出を行い、図20のブロック単位の距離マップを拡張して、単位画素ごとの距離を求め、単位画素ごとに距離マップを作成するのが好適である。例えば、図19の座標(Xk,Yk)の画素は、被写体1902内にあり、本来距離情報は1が格納されるべきであるが、図20のブロックごとの距離マップでは、3となっている。このような不具合は、被写体抽出を行うことで、同一被写体に関しては同じ距離情報、すなわち1を格納することができ、解消できる。上記のような処理を行い、撮影された画像の距離情報を距離マップとしてメモリ回路104に格納しておく(ステップS1804)。   Here, depending on the block, there are cases where subjects located at different distances are mixed in the same block. In that case, when a PD to be described later is selected, an area in which a PD different from the PD to be actually selected is generated. That is, it is possible that different PDs are selected depending on the region even for the same subject. Therefore, it is desirable to perform subject extraction and store the same distance information for subjects at the same distance. For example, it is preferable to perform subject extraction based on the image information as shown in FIG. 19, expand the distance map for each block in FIG. 20, obtain the distance for each unit pixel, and create a distance map for each unit pixel. It is. For example, the pixel at the coordinates (Xk, Yk) in FIG. 19 is in the subject 1902 and the distance information should be originally stored as 1. However, the distance map for each block in FIG. . Such an inconvenience can be solved by extracting the subject by storing the same distance information, that is, 1 for the same subject. Processing as described above is performed, and distance information of the captured image is stored in the memory circuit 104 as a distance map (step S1804).

ステップS1805から左目用画像、及び右目用画像作成処理を行う。画像データ作成のために、画素データを順次読み出していく。ステップS1805からステップS1809の処理を全画素終了まで繰り返す。画素データの読み出しは、例えば画像の左上をスタートとし、水平方向に読み出し、1行終了したら次の行の読み出し、といったように走査していく。   From step S1805, left eye image and right eye image creation processing is performed. In order to create image data, pixel data is sequentially read out. The processing from step S1805 to step S1809 is repeated until the end of all pixels. The pixel data is read by scanning, for example, starting from the upper left of the image, reading in the horizontal direction, and reading the next row when one row is completed.

読み出した画素(X,Y)に対し、選択するPDを決定する(ステップS1806)。ステップS1804で作成された距離マップから画素(X,Y)に対応した距離情報を読み出し、その値に応じてPD対を選択する。例えば、距離情報が0であった場合、外側PDからの信号を用いて画像データとする。具体的には、図9を用いて説明すると、左目画像用にPD304のデータを読み出し、右目画像用にPD301のデータを読み出す。また、距離情報が1であった場合、内側PDからの信号を用いて画像データとする。すなわち、左目画像用にPD303のデータを読み出し、右目画像用にPD302のデータを読み出す。距離情報が2であった場合、内側PDからの信号を用いるが、左右のPDを入れ替えて読み出す。すなわち、左目画像用にPD302のデータを読み出し、右目画像用にPD303のデータを読み出す。距離情報が3であった場合、左右のPDを入れ替えて外側PDからの信号を読み出す。つまり、左目画像用にPD301のデータを読み出し、右目画像用にPD304のデータを読み出す。   A PD to be selected is determined for the read pixel (X, Y) (step S1806). The distance information corresponding to the pixel (X, Y) is read from the distance map created in step S1804, and the PD pair is selected according to the value. For example, when the distance information is 0, it is set as image data using a signal from the outside PD. Specifically, referring to FIG. 9, the data of the PD 304 is read for the left eye image, and the data of the PD 301 is read for the right eye image. If the distance information is 1, image data is obtained using a signal from the inner PD. That is, the data of the PD 303 is read for the left eye image, and the data of the PD 302 is read for the right eye image. When the distance information is 2, the signal from the inner PD is used, but the left and right PDs are switched and read. That is, the PD 302 data is read for the left-eye image, and the PD 303 data is read for the right-eye image. When the distance information is 3, the left and right PDs are switched and the signal from the outer PD is read. That is, the PD 301 data is read for the left eye image, and the PD 304 data is read for the right eye image.

被写体の距離に応じて選択されたPDのデータを当該画素のデータとして書き込む(ステップS1807)。なお、1画素あたり4つの光電変換部からなるため、ここで得られる信号出力はほぼ1/4の光信号となる。光電変換部の分割分を考慮し、得られた信号出力に対し、画像処理装置105でゲイン補正を行う。ステップS1805からS1807を全画素終了まで繰り返す(ステップS1808)。   The PD data selected according to the distance of the subject is written as the pixel data (step S1807). In addition, since it consists of four photoelectric conversion parts per pixel, the signal output obtained here becomes a substantially 1/4 optical signal. Considering the division of the photoelectric conversion unit, the image processing apparatus 105 performs gain correction on the obtained signal output. Steps S1805 to S1807 are repeated until all pixels are completed (step S1808).

以上より、本実施形態の撮像システムにおける画像撮影から画像データ作成までの一連の処理は終了である。書き出された左目用画像データと右目用画像データは、画像処理装置105にて現像処理をし、記録媒体109に保存する。図21に、保存された左目用画像2101と右目用画像2102の一例を示す。ここで、最も近い位置にいた被写体1901は、左目用画像2101では被写体2103、右目用画像2102では被写体2104に相当する。同様に被写体1902は、被写体2105、被写体2106に相当し、被写体(背景)1903は、被写体2107、被写体2108に相当する。左目用画像2101の被写体2103はPD304から読み出された信号からなり、被写体2105はPD303から読み出された信号、被写体2107はPD301から読み出された信号からなる。一方、右目用画像2102の被写体2104はPD301から読み出された信号からなり、被写体2106はPD302から読み出された信号、被写体2108はPD304から読み出された信号からなる。このようにして得られ、記録媒体109により保存された左目用画像2101と右目用画像2102は、立体画像再生装置で再生すれば、被写体1901がより近くに、被写体1903がより遠方に見え、効果的な立体画像を見ることができる。   As described above, a series of processing from image capturing to image data creation in the imaging system of the present embodiment is completed. The written left-eye image data and right-eye image data are developed by the image processing apparatus 105 and stored in the recording medium 109. FIG. 21 shows an example of the stored left-eye image 2101 and right-eye image 2102. Here, the subject 1901 at the closest position corresponds to the subject 2103 in the left-eye image 2101 and the subject 2104 in the right-eye image 2102. Similarly, the subject 1902 corresponds to the subject 2105 and the subject 2106, and the subject (background) 1903 corresponds to the subject 2107 and the subject 2108. The subject 2103 of the left-eye image 2101 is composed of signals read from the PD 304, the subject 2105 is composed of signals read from the PD 303, and the subject 2107 is composed of signals read from the PD 301. On the other hand, the subject 2104 of the right-eye image 2102 is composed of signals read from the PD 301, the subject 2106 is composed of signals read from the PD 302, and the subject 2108 is composed of signals read from the PD 304. If the left-eye image 2101 and the right-eye image 2102 obtained in this way and saved by the recording medium 109 are played back by the stereoscopic image playback device, the subject 1901 appears closer and the subject 1903 appears farther away. 3D images can be seen.

なお、本実施形態では、撮像素子101で蓄積された電荷データを全PD分読み出した。しかし、予め専用の外測AFモジュールを用いて距離マップを別途取得しておけば、撮像素子101からの電荷読み出しの際に、被写体の距離に応じて使用するPDの選択を行って必要な電荷のみを読み出しても良い。その場合の構成、及び動作は、図13及び図14を用いて説明した第1の実施形態と同様である。   In the present embodiment, the charge data accumulated in the image sensor 101 is read for all PDs. However, if a distance map is separately acquired using a dedicated external measurement AF module in advance, when reading out charges from the image sensor 101, a PD to be used is selected according to the distance of the subject and the necessary charges are obtained. May be read out. The configuration and operation in that case are the same as those in the first embodiment described with reference to FIGS. 13 and 14.

また、本実施形態では1画素あたりのPD数は4つであったが、分割数はそれ以上でも良い。特に、水平方向の分割数が多いほど、視差に差をつけることができる。その場合、分割数に応じて距離マップの距離情報も細かく保持しておくと好適である。すなわち、本実施形態では、距離マップが保持する距離情報は0、1、2、3の4種類で説明したが、それ以上に増やしてもよい。または、撮影者の好みに応じて、距離によって使用するPDの組み合わせを選んでも良い。   In this embodiment, the number of PDs per pixel is four, but the number of divisions may be more than that. In particular, the larger the number of divisions in the horizontal direction, the greater the difference in parallax. In that case, it is preferable to keep the distance information of the distance map finely according to the number of divisions. That is, in this embodiment, the distance information held by the distance map has been described with four types of 0, 1, 2, and 3, but may be increased beyond that. Alternatively, a combination of PDs to be used depending on the distance may be selected according to the photographer's preference.

(第4の実施形態)
この第4の実施形態の撮像システムの構成は、図15に示した第2の実施形態の撮像システムの構成と同じであるので、その構成についての説明は省略し、動作についてのみ説明する。
(Fourth embodiment)
Since the configuration of the imaging system of the fourth embodiment is the same as the configuration of the imaging system of the second embodiment shown in FIG. 15, the description of the configuration is omitted, and only the operation will be described.

図22は、本発明の第4の実施形態の撮像システムで行う立体画像取得の流れを説明するフローチャートである。まず、撮影を実施する(ステップS2201)。ここでは、図示していないが、制御回路により、撮像装置1501〜1504が同期して撮影が行われるように制御して撮影する。   FIG. 22 is a flowchart for describing a flow of stereoscopic image acquisition performed by the imaging system according to the fourth embodiment of the present invention. First, photographing is performed (step S2201). Here, although not shown, the control circuit controls the imaging devices 1501 to 1504 to perform imaging so as to perform imaging.

続いて、各撮像装置の撮像素子に蓄積された電荷を読み出し、メモリ回路1506に格納する(ステップS2202)。各撮像装置の電荷を読み出すことにより、各画素について異なる視差情報を持つ4つの電荷データがメモリ回路1506に格納されることになる。   Subsequently, the electric charge accumulated in the image sensor of each imaging device is read and stored in the memory circuit 1506 (step S2202). By reading the charge of each imaging device, four pieces of charge data having different parallax information for each pixel are stored in the memory circuit 1506.

読み出された信号情報から被写体距離を算出し、距離マップを作成する(ステップS2203、ステップS2204)。被写体の距離情報取得方法は、第3の実施形態と同様の方法で行うことができる。作成された距離マップはメモリ回路1506に格納しておく。   A subject distance is calculated from the read signal information, and a distance map is created (steps S2203 and S2204). The subject distance information acquisition method can be performed in the same manner as in the third embodiment. The created distance map is stored in the memory circuit 1506.

ステップS2205から左目用画像、及び右目用画像作成処理を行う。画像データ作成のために、メモリ回路1506に格納された画素データを順次読み出していく。ステップS2205からステップS2208の処理を全画素終了まで繰り返す。画素データの読み出しは、例えば画像の左上をスタートとし、水平方向に読み出し、1行終了したら次の行の読み出し、といったように走査していく。   From step S2205, left eye image and right eye image creation processing is performed. In order to create image data, the pixel data stored in the memory circuit 1506 is sequentially read out. The processing from step S2205 to step S2208 is repeated until the end of all pixels. The pixel data is read by scanning, for example, starting from the upper left of the image, reading in the horizontal direction, and reading the next row when one row is completed.

読み出した画素(X,Y)に対し、選択するPDを決定する(ステップS2206)。ステップS2204で作成された距離マップから画素(X,Y)に対応した距離情報を読み出し、その値に応じてデータを使用するカメラ対を選択する。例えば、距離情報が0であった場合、外側カメラ(撮像装置)からの信号を用いて画像データとする。具体的には、左目画像用に撮像装置1504のデータを読み出し、右目画像用に撮像装置1501のデータを読み出す。また、距離情報が1であった場合、内側カメラ(撮像装置)からの信号を用いて画像データとする。すなわち、左目画像用に撮像装置1503のデータを読み出し、右目画像用に撮像装置1502のデータを読み出す。距離情報が2であった場合、内側の撮像装置からの信号を用いるが、左右の撮像装置を入れ替えて読み出す。すなわち、左目画像用に撮像装置1502のデータを読み出し、右目画像用に撮像装置1503のデータを読み出す。距離情報が3であった場合、左右の撮像装置を入れ替えて外側撮像装置からの信号を読み出す。つまり、左目画像用に撮像装置1501のデータを読み出し、右目画像用に撮像装置1504のデータを読み出す。   A PD to be selected is determined for the read pixel (X, Y) (step S2206). The distance information corresponding to the pixel (X, Y) is read from the distance map created in step S2204, and the camera pair that uses the data is selected according to the value. For example, when the distance information is 0, it is set as image data using a signal from the outer camera (imaging device). Specifically, the data of the imaging device 1504 is read for the left eye image, and the data of the imaging device 1501 is read for the right eye image. If the distance information is 1, image data is obtained using a signal from the inner camera (imaging device). That is, the data of the imaging device 1503 is read for the left eye image, and the data of the imaging device 1502 is read for the right eye image. When the distance information is 2, the signal from the inner imaging device is used, but the left and right imaging devices are switched and read. That is, the data of the imaging device 1502 is read for the left eye image, and the data of the imaging device 1503 is read for the right eye image. When the distance information is 3, the left and right imaging devices are switched and the signal from the outer imaging device is read. That is, the data of the imaging device 1501 is read for the left eye image, and the data of the imaging device 1504 is read for the right eye image.

被写体の距離に応じて選択されたPDのデータを当該画素のデータとして書き込む(ステップS2207)。ステップS2205からS2207を全画素終了まで繰り返す(ステップS2208)。   The PD data selected according to the distance of the subject is written as the pixel data (step S2207). Steps S2205 to S2207 are repeated until the end of all pixels (step S2208).

以上より、本実施形態の撮像システムにおける画像撮影から画像データ作成までの一連の処理は終了である。書き出された左目用画像データと右目用画像データは、画像処理装置1505にて現像処理をし、記録媒体1507に保存する。このようにして得られ、記録媒体1507により保存された左目用画像と右目用画像は、立体画像再生装置で再生すれば、近い被写体はより近くに、遠い被写体はより遠くに、効果的な立体画像を見ることができる。   As described above, a series of processing from image capturing to image data creation in the imaging system of the present embodiment is completed. The written left-eye image data and right-eye image data are developed by the image processing device 1505 and stored in the recording medium 1507. When the left-eye image and the right-eye image obtained in this way and saved by the recording medium 1507 are reproduced by a stereoscopic image reproducing device, an effective stereoscopic object is closer to a closer subject and a farther subject is closer. You can see the image.

(第5の実施形態)
第5の実施形態の撮像素子は、第3の実施形態と同じ構成であるので説明は省略する。第3の実施形態では、被写体の距離に応じて選択するPDを変えたが、本実施形態では、焦点が合っている被写体か否かで選択するPDを変える。撮影時に撮像装置のAF機能を使用すれば、どの被写体に焦点が合っているかがわかる。また、撮影者が焦点を合わせた被写体を入力しても良い。被写体に対し、焦点が合っているか否かの情報を、距離マップに持たせる。そして、焦点が合っている被写体の場合、内側のPDを選択する。なぜなら、焦点が合っている場合は全ての分割画素に同じ信号が入る。つまり、視差は生じない。ただし、より斜めに光が入射する外側のPDの方が入ってくる光が少ないため、外側のPDからの電荷を読み出した場合、内側のPDからの電荷を読み出して画像を取得するよりも暗い画像になる。そのため、焦点が合っている被写体は内側のPDを選択すると良い。
(Fifth embodiment)
Since the imaging device of the fifth embodiment has the same configuration as that of the third embodiment, description thereof is omitted. In the third embodiment, the PD to be selected is changed according to the distance of the subject, but in the present embodiment, the PD to be selected is changed depending on whether the subject is in focus. If the AF function of the imaging device is used at the time of shooting, it can be determined which subject is in focus. In addition, the photographer may input a focused subject. Information on whether or not the subject is in focus is given to the distance map. If the subject is in focus, the inner PD is selected. This is because when the image is in focus, the same signal is input to all the divided pixels. That is, no parallax occurs. However, since the outer PD where light enters more obliquely receives less light, when the charge from the outer PD is read, it is darker than when the image is acquired by reading the charge from the inner PD. Become an image. Therefore, it is preferable to select the inner PD as the subject in focus.

その他の焦点が合っていない被写体に関しては、第3の実施形態と同様の方法でPDを選択すればよい。ただし、焦点が合っている被写体の距離を基準とし、それよりも近い被写体は外側のPDを選択し、焦点が合っている被写体よりも遠い被写体は左右を入れ替えてPDを選択するのが好ましい。例えば、図19のようなシーンを撮影した場合について説明する。被写体1901に焦点を合わせた場合、被写体1901に対しては、左目用画像にはPD303のデータを読み出し、右目用画像にはPD302のデータを読み出す。そして、被写体1901よりも遠い被写体1902は、内側のPDを左右入れ替えて選択し、左目用画像にはPD302のデータを、右目用画像にはPD303のデータを読み出す。更に遠い被写体1903は、左目用画像にはPD301を、右目用画像にはPD304のデータを読み出す。また、被写体1902に焦点を合わせた場合には、被写体1902に対して、左目用画像にはPD303のデータを、右目用画像にはPD302のデータを読み出す。被写体1902よりも近い距離にある被写体1901に対しては、左目用画像にはPD304のデータを、右目用画像にはPD301のデータを読み出す。そして、遠い距離にある被写体1903に対しては、左目用画像にPD301のデータを、右目用画像にPD304のデータを読み出す。   For other subjects that are not in focus, the PD may be selected in the same manner as in the third embodiment. However, based on the distance of the subject in focus, it is preferable to select the outer PD for subjects closer to it, and to select the PD by switching the left and right for subjects farther than the subject in focus. For example, a case where a scene as shown in FIG. 19 is photographed will be described. When the subject 1901 is focused, for the subject 1901, the data of the PD 303 is read out for the image for the left eye, and the data of the PD 302 is read out for the image for the right eye. A subject 1902 farther than the subject 1901 selects the inner PD by switching left and right, and reads PD302 data for the left-eye image and PD303 data for the right-eye image. The farther subject 1903 reads the PD 301 data for the left eye image and the PD 304 data for the right eye image. When the subject 1902 is focused, PD 303 data is read out for the left eye image and PD 302 data is read out for the right eye image. For a subject 1901 that is closer than the subject 1902, PD304 data is read out for the left-eye image and PD301 data is read out for the right-eye image. For a subject 1903 at a long distance, the PD 301 data is read out as the left eye image and the PD 304 data is read out as the right eye image.

このように、被写体のフォーカス情報を考慮してPDを選択することにより、より明るい画像を得ることができ、なおかつ効果的な立体画像を取得することができる。また、撮影時に絞りを絞っている時も外側のPDには光があまり入ってこない。そこで、絞って撮影した場合には、最外郭のPDは使用しない方が明るい画像を得ることができる。このように、撮影時の絞り値に応じて使用するPDを変えても良い。もしくは、最外郭のPDを使用した場合、その時の絞り値に応じてゲインをかけて補正を行っても良い。   Thus, by selecting the PD in consideration of the focus information of the subject, a brighter image can be obtained and an effective stereoscopic image can be obtained. Also, when the aperture is stopped at the time of shooting, the outside PD does not get much light. Therefore, when photographing with a narrow aperture, a brighter image can be obtained without using the outermost PD. In this way, the PD to be used may be changed according to the aperture value at the time of shooting. Alternatively, when the outermost PD is used, correction may be performed by applying a gain according to the aperture value at that time.

Claims (13)

撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する撮像装置を含む撮像システムであって、
主被写体を選択する被写体選択手段と、
単位画素あたり複数の光電変換部を有する撮像素子と、
前記主被写体であるか否かに応じて、それぞれの前記単位画素の前記光電変換部を選択する光電変換部選択手段と、
選択された前記光電変換部からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、
を有し、
前記複数の光電変換部は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記光電変換部選択手段は、前記主被写体に対応する画素については、第1の方向に視差をつけるように、かつ、視差が最も大きくなるように前記光電変換部の組み合わせを選択し、前記主被写体に対応する画素以外の画素については、前記第1の方向に視差をつけるように、かつ、前記主被写体に対応する画素について選択される前記光電変換部の組み合わせよりも内側となるように、前記光電変換部の組み合わせを選択することを特徴とする撮像システム。
An imaging system including an imaging device that captures an image of a subject formed by a photographing lens,
Subject selection means for selecting a main subject;
An image sensor having a plurality of photoelectric conversion units per unit pixel;
Photoelectric conversion unit selection means for selecting the photoelectric conversion unit of each of the unit pixels according to whether or not it is the main subject;
Generating means for generating two image signals having parallax based on a signal from the selected photoelectric conversion unit;
Have
The plurality of photoelectric conversion units are arranged in a line in a direction in which parallax is applied, and the photoelectric conversion unit selection unit applies parallax in a first direction for pixels corresponding to the main subject, and The combination of the photoelectric conversion units is selected so that the parallax is maximized, and pixels other than the pixel corresponding to the main subject are set to have parallax in the first direction and correspond to the main subject. An imaging system, wherein a combination of the photoelectric conversion units is selected so as to be inside a combination of the photoelectric conversion units selected for a pixel.
撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する撮像装置を含む撮像システムであって、
主被写体を選択する被写体選択手段と、
単位画素あたり複数の光電変換部を有する撮像素子と、
前記主被写体であるか否かに応じて、それぞれの前記単位画素の前記光電変換部を選択する光電変換部選択手段と、
選択された前記光電変換部からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、
を有し、
前記複数の光電変換部は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記光電変換部選択手段は、前記主被写体に対応する画素については、第1の方向に視差をつけるように前記光電変換部の組み合わせを選択し、前記主被写体に対応する画素以外の画素については、前記第1の方向とは逆の第2の方向に視差をつけるように、前記光電変換部の組み合わせを選択することを特徴とする撮像システム。
An imaging system including an imaging device that captures an image of a subject formed by a photographing lens,
Subject selection means for selecting a main subject;
An image sensor having a plurality of photoelectric conversion units per unit pixel;
Photoelectric conversion unit selection means for selecting the photoelectric conversion unit of each of the unit pixels according to whether or not it is the main subject;
Generating means for generating two image signals having parallax based on a signal from the selected photoelectric conversion unit;
Have
The plurality of photoelectric conversion units are arranged in a line in a direction in which parallax is applied, and the photoelectric conversion unit selection unit performs the photoelectric conversion so that parallax is applied in a first direction for pixels corresponding to the main subject. Selecting the combination of the photoelectric conversion units so that the pixels other than the pixel corresponding to the main subject have a parallax in the second direction opposite to the first direction. An imaging system characterized by the above.
前記撮像素子のそれぞれの前記単位画素は、同一のマイクロレンズに対し、2つ以上の前記光電変換部を有することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像システム。   3. The imaging system according to claim 1, wherein each unit pixel of the imaging element includes two or more photoelectric conversion units for the same microlens. 前記単位画素あたりの、電荷信号を読み出す前記光電変換部の数に応じて、前記光電変換部の出力信号にゲイン補正をかけることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像システム。   4. The gain correction is performed on an output signal of the photoelectric conversion unit according to the number of the photoelectric conversion units that read out a charge signal per unit pixel. 5. Imaging system. 撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する複数の撮像装置を含む撮像システムであって、
主被写体を選択する被写体選択手段と、
前記主被写体であるか否かに応じて、前記複数の撮像装置から2つの撮像装置を選択する撮像装置選択手段と、
選択された前記2つの撮像装置からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、
を有し、
前記複数の撮像装置は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記撮像装置選択手段は、前記主被写体に対応する領域については、第1の方向に視差をつけるように、かつ、視差が最も大きくなるように前記撮像装置の組み合わせを選択し、前記主被写体に対応する領域以外の領域については、前記第1の方向に視差をつけるように、かつ、前記主被写体に対応する領域について選択される前記撮像装置の組み合わせよりも内側となるように、前記撮像装置の組み合わせを選択することを特徴とする撮像システム。
An imaging system including a plurality of imaging devices that capture an image of a subject formed by a photographing lens,
Subject selection means for selecting a main subject;
An imaging device selection means for selecting two imaging devices from the plurality of imaging devices according to whether or not the subject is the main subject;
Generating means for generating two image signals having parallax based on signals from the two selected imaging devices;
Have
The plurality of imaging devices are arranged in a line in a direction in which parallax is applied, and the imaging device selection unit is configured to apply parallax in a first direction for a region corresponding to the main subject, and the parallax is The combination of the imaging devices is selected so as to be the largest, and the region other than the region corresponding to the main subject is selected so as to add parallax in the first direction and the region corresponding to the main subject. An imaging system, wherein the combination of the imaging devices is selected so as to be inside the combination of the imaging devices .
撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する複数の撮像装置を含む撮像システムであって、
主被写体を選択する被写体選択手段と、
前記主被写体であるか否かに応じて、前記複数の撮像装置から2つの撮像装置を選択する撮像装置選択手段と、
選択された前記2つの撮像装置からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、
を有し、
前記複数の撮像装置は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記撮像装置選択手段は、前記主被写体に対応する領域については、第1の方向に視差をつけるように前記撮像装置の組み合わせを選択し、前記主被写体に対応する領域以外の領域については、前記第1の方向とは逆の第2の方向に視差をつけるように、前記撮像装置の組み合わせを選択することを特徴とする撮像システム。
An imaging system including a plurality of imaging devices that capture an image of a subject formed by a photographing lens,
Subject selection means for selecting a main subject;
An imaging device selection means for selecting two imaging devices from the plurality of imaging devices according to whether or not the subject is the main subject;
Generating means for generating two image signals having parallax based on signals from the two selected imaging devices;
Have
The plurality of imaging devices are arranged in a line in a direction in which parallax is applied, and the imaging device selection unit is configured to combine the imaging devices so as to add parallax in a first direction for an area corresponding to the main subject. And a combination of the imaging devices is selected so that parallax is applied in a second direction opposite to the first direction for a region other than the region corresponding to the main subject. Imaging system.
撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する撮像装置を含む撮像システムであって、
被写体までの距離を検出する検出手段と、
単位画素あたりに2つ以上の光電変換部を有する撮像素子と、
前記被写体までの距離に応じて、それぞれの前記単位画素の前記光電変換部を選択する光電変換部選択手段と、
選択された前記光電変換部からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、
を有し、
前記光電変換部は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記光電変換部選択手段は、前記検出手段により検出された距離が所定の距離未満である被写体に対応する画素については、第1の方向に視差をつけるように、かつ、視差が最も大きくなるように前記光電変換部の組み合わせを選択し、前記検出手段により検出された距離が前記所定の距離以上である被写体に対応する画素については、前記第1の方向に視差をつけるように、かつ、前記所定の距離未満である被写体に対応する画素について選択された光電変換部の組み合わせよりも内側となるように、前記光電変換部の組み合わせを選択することを特徴とする撮像システム。
An imaging system including an imaging device that captures an image of a subject formed by a photographing lens,
Detection means for detecting the distance to the subject;
An image sensor having two or more photoelectric conversion units per unit pixel;
Photoelectric conversion unit selection means for selecting the photoelectric conversion unit of each unit pixel according to the distance to the subject;
Generating means for generating two image signals having parallax based on a signal from the selected photoelectric conversion unit;
Have
The photoelectric conversion units are arranged in a line in a direction in which parallax is applied, and the photoelectric conversion unit selection unit selects a first pixel corresponding to a subject whose distance detected by the detection unit is less than a predetermined distance. The pixel corresponding to the subject whose distance detected by the detection means is equal to or larger than the predetermined distance is selected so that the parallax is given in the direction of the image and the parallax is maximized. Of the photoelectric conversion unit so as to add parallax in the first direction and to be inside the combination of the photoelectric conversion units selected for the pixels corresponding to the subject that is less than the predetermined distance. An imaging system characterized by selecting a combination.
撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する撮像装置を含む撮像システムであって、
被写体までの距離を検出する検出手段と、
単位画素あたりに2つ以上の光電変換部を有する撮像素子と、
前記被写体までの距離に応じて、それぞれの前記単位画素の前記光電変換部を選択する光電変換部選択手段と、
選択された前記光電変換部からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、
を有し、
前記光電変換部は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記光電変換部選択手段は、前記検出手段により検出された距離が所定の距離未満である被写体に対応する画素については、第1の方向に視差をつけるように前記光電変換部の組み合わせを選択し、前記検出手段により検出された距離が前記所定の距離以上である被写体に対応する画素については、前記第1の方向とは逆の第2の方向に視差をつけるように、前記光電変換部の組み合わせを選択することを特徴とする撮像システム。
An imaging system including an imaging device that captures an image of a subject formed by a photographing lens,
Detection means for detecting the distance to the subject;
An image sensor having two or more photoelectric conversion units per unit pixel;
Photoelectric conversion unit selection means for selecting the photoelectric conversion unit of each unit pixel according to the distance to the subject;
Generating means for generating two image signals having parallax based on a signal from the selected photoelectric conversion unit;
Have
The photoelectric conversion units are arranged in a line in a direction in which parallax is applied, and the photoelectric conversion unit selection unit selects a first pixel corresponding to a subject whose distance detected by the detection unit is less than a predetermined distance. For the pixel corresponding to the subject whose distance detected by the detection means is equal to or greater than the predetermined distance, the combination of the photoelectric conversion units is selected so as to give a parallax in the direction of the direction opposite to the first direction. An imaging system, wherein a combination of the photoelectric conversion units is selected so as to give parallax in the second direction.
前記撮像素子のそれぞれの前記単位画素は、同一のマイクロレンズに対し、2つ以上の前記光電変換部を有することを特徴とする請求項7または8に記載の撮像システム。   9. The imaging system according to claim 7, wherein each unit pixel of the imaging element has two or more photoelectric conversion units for the same microlens. 前記被写体までの距離の情報である距離情報を、前記撮像素子の画面を複数の領域に分割したブロックごとに記憶することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の撮像システム。   10. The imaging system according to claim 7, wherein distance information that is information on a distance to the subject is stored for each block obtained by dividing the screen of the imaging element into a plurality of regions. . 前記被写体に合焦しているか否かを検出する焦点検出手段をさらに備えるとともに、前記光電変換部は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記光電変換部選択手段は、前記焦点検出手段により合焦していると判定された被写体に対応する画素については、前記光電変換部のうちの内側に位置する前記光電変換部の組み合わせを選択することを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項に記載の撮像システム。   The apparatus further includes focus detection means for detecting whether or not the subject is in focus, and the photoelectric conversion units are arranged in a line in a parallax direction, and the photoelectric conversion unit selection means is the focus detection means. 11. The pixel corresponding to the subject determined to be in focus by selecting a combination of the photoelectric conversion units located inside of the photoelectric conversion units. The imaging system according to claim 1. 撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する複数の撮像装置を含む撮像システムであって、
被写体までの距離を検出する検出手段と、
前記被写体までの距離に応じて、前記複数の撮像装置から2つの撮像装置を選択する撮像装置選択手段と、
選択された前記2つの撮像装置からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、
を有し、
前記複数の撮像装置は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記撮像装置選択手段は、前記検出手段により検出された距離が所定の距離未満である被写体に対応する領域については、第1の方向に視差をつけるように、かつ、視差が最も大きくなるように前記撮像装置の組み合わせを選択し、前記検出手段により検出された距離が前記所定の距離以上である被写体に対応する領域については、第1の方向に視差をつけるように、かつ、前記所定の距離未満である被写体に対応する領域について選択された撮像装置の組み合わせよりも内側となるように、前記撮像装置の組み合わせを選択することを特徴とする撮像システム。
An imaging system including a plurality of imaging devices that capture an image of a subject formed by a photographing lens,
Detection means for detecting the distance to the subject;
An imaging device selection means for selecting two imaging devices from the plurality of imaging devices according to a distance to the subject;
Generating means for generating two image signals having parallax based on signals from the two selected imaging devices;
Have
The plurality of imaging devices are arranged in a line in a parallax direction, and the imaging device selection unit is configured to select a first region corresponding to a subject whose distance detected by the detection unit is less than a predetermined distance. For a region corresponding to a subject whose distance detected by the detection means is equal to or greater than the predetermined distance, the combination of the imaging devices is selected so as to add parallax in the direction of The combination of the imaging devices is selected so as to add parallax in the first direction and to be inside the combination of the imaging devices selected for the area corresponding to the subject that is less than the predetermined distance. An imaging system characterized by that.
撮影レンズにより結像された被写体の像を撮像する複数の撮像装置を含む撮像システムであって、
被写体までの距離を検出する検出手段と、
前記被写体までの距離に応じて、前記複数の撮像装置から2つの撮像装置を選択する撮像装置選択手段と、
選択された前記2つの撮像装置からの信号をもとに視差を有する2つの画像信号を生成する生成手段と、
を有し、
前記複数の撮像装置は視差をつける方向に1列に並んでおり、前記撮像装置選択手段は、前記検出手段により検出された距離が所定の距離未満である被写体に対応する領域については、第1の方向に視差をつけるように前記撮像装置の組み合わせを選択し、前記検出手段により検出された距離が前記所定の距離以上である被写体に対応する領域については、前記第1の方向とは逆の第2の方向に視差をつけるように、前記撮像装置の組み合わせを選択することを特徴とする撮像システム。
An imaging system including a plurality of imaging devices that capture an image of a subject formed by a photographing lens,
Detection means for detecting the distance to the subject;
An imaging device selection means for selecting two imaging devices from the plurality of imaging devices according to a distance to the subject;
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