JP6152772B2 - 撮像装置、半導体集積回路および撮像方法 - Google Patents
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Description
1/f=1/u+1/v (式1)
の関係が成り立つ。撮影に用いるレンズ光学系が複数のフォーカスレンズを含む場合、被写体距離u、vはレンズ主点の位置で考慮する。一例として、fが18[mm]のときのuとvとの関係を図2に示す。フォーカスレンズ101が変位することにより、レンズ主点と撮像素子間の距離vが変化する。図2から分かるように、像面側の距離vが長くなると被写体側の被写体距離uは短くなる。また、式1から分かるように、被写体距離uと距離vとは比例関係でも反比例の関係でもない。
撮像位置と遠位置との距離rf、および、撮像位置と近位置との距離rnは、フォーカスレンズ101の焦点距離、レンズ光学系120の絞り、撮像素子104の画素ピッチサイズ等に基づいて決定される。
101 フォーカスレンズ
102 フォーカスレンズ位置検出部
103 フォーカスレンズ駆動部
104 撮像素子
105 フォーカスレンズ変位設定部
106 フォーカスレンズ変位制御部
107 露光・フォーカスレンズ変位同期部
108 読み出し回路
109 信号理部
110 記録部
111 シャッター
112 シャッター開閉指示部
113 レリーズ受付部
114 露光時間決定部
115 フォーカスレンズ位置検出部
120 レンズ
202 撮像素子位置検出部
203 撮像素子駆動部
205 撮像素子変位設定部
206 撮像素子変位制御部
207 露光・撮像素子変位同期部
Claims (13)
- 撮像面を有し、撮像面に入射した光から画像信号を生成する撮像素子と、
前記撮像素子に向けて集光するフォーカスレンズを含むレンズ光学系と、
被写体側で焦点の合う位置が変化するように、前記撮像素子または前記フォーカスレンズの一方を駆動する駆動部と、
前記撮像素子または、前記レンズ光学系と前記撮像素子との間の少なくとも一方に設けられたシャッターと、
前記シャッターおよび前記駆動部を制御する制御ユニットと、
信号処理部と
を備え、
前記制御ユニットは、被写体距離の異なる所定の第1、第2および第3の合焦位置であって、前記第1の合焦位置が前記第2の合焦位置と前記第3の合焦位置との間に存在する第1、第2および第3の合焦位置にそれぞれ焦点が合うように、前記撮像素子または前記フォーカスレンズを駆動し、前記撮像素子によって、前記第1、第2および第3の合焦位置における第1、第2および第3の被写体画像による画像信号を得られるように、かつ、前記第1の被写体画像が1画像フレームおきに撮影され、前記第2の被写体画像および前記第3の被写体画像が交互に、かつ、1画像フレームおきに撮影されるように前記シャッターおよび前記駆動部を制御し、
前記信号処理部は、前記1画像フレームおきに撮影された第1の被写体画像によって構成される動画像との信号と、前記第1、第2および第3の被写体画像に基づいて、前記1画像フレームおきに撮影された第1の被写体画像における距離情報に関する信号とを生成する、撮像装置。 - 前記制御ユニットは、
各画像フレームの一部期間において、前記第1の被写体画像、前記第2の被写体画像または前記第3の被写体画像が得られるように前記シャッターの開閉を制御し、
前記各画像フレームの他の期間において、合焦位置が、前記第1の合焦位置と前記第2の合焦位置との間、または、前記第1の合焦位置と前記第3の合焦位置との間で移動するように、前記駆動部を制御する請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第1、第2および第3の合焦位置に前記フォーカスレンズが合焦している場合において、前記駆動される撮像素子または前記フォーカスレンズは、それぞれ、第1、第2および第3の駆動位置にあり、
前記制御ユニットは、前記第1の駆動位置と前記第2の駆動位置との距離、および、前記第1の駆動位置と前記第3の駆動位置との距離が互いに等しくなるように、前記第2および第3の駆動位置を決定する請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第1および第3の合焦位置に前記フォーカスレンズが合焦している場合において、前記駆動される撮像素子または前記フォーカスレンズは、それぞれ、第1および第3の駆動位置にあり、
前記フォーカスレンズが最短撮影距離で合焦している場合において、前記駆動される撮像素子または前記フォーカスレンズは第4の駆動位置にあり、
前記制御ユニットは、前記第1の駆動位置と前記第3の駆動位置との距離よりも前記第1の駆動位置と前記第4の駆動位置との距離が短い場合、前記第4の駆動位置に前記駆動される撮像素子または前記フォーカスレンズを移動させて、前記第2の被写体画像による画像信号が前記撮像素子によって得られるように、前記駆動部を制御する請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第1および第2の合焦位置に前記フォーカスレンズが合焦している場合において、前記駆動される撮像素子または前記フォーカスレンズは、それぞれ、第1および第2の駆動位置にあり、
前記フォーカスレンズが無限遠に合焦している場合において、前記駆動される撮像素子または前記フォーカスレンズは第5の駆動位置にあり、
前記制御ユニットは、前記第1の駆動位置と前記第2の駆動位置との距離よりも前記第1の駆動位置と前記第5の駆動位置との距離が短い場合、前記第5の駆動位置に前記駆動される撮像素子または前記フォーカスレンズを移動させて、前記第3の被写体画像による画像信号が前記撮像素子によって得られるように、前記駆動部を制御する請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第1、第2および第3の合焦位置に前記フォーカスレンズが合焦している場合において、前記駆動される撮像素子または前記フォーカスレンズは、それぞれ、第1、第2および第3の駆動位置にあり、
前記制御ユニットは、ユーザーからの指令に基づき、前記第1の駆動位置と前記第2の駆動位置との距離および前記第1の駆動位置と前記第3の駆動位置との距離が1:1から8:2の間の比率または1:1から2:8の比率となるように、前記第2および第3の駆動位置を決定する請求項1に記載の撮像装置。 - 前記制御ユニットは、ユーザーからの指令またはオートフォーカス機能に基づく前記第1の合焦位置の変化に応じて前記第2および第3の合焦位置を設定する請求項1に記載の撮像装置。
- 撮像面を有し、撮像面に入射した光から画像信号を生成する撮像素子と、前記撮像素子に向けて集光するフォーカスレンズを含むレンズ光学系と、被写体側で焦点の合う位置が変化するように、前記撮像素子または前記フォーカスレンズの一方を駆動する駆動部と、
信号処理部と
前記撮像素子または、前記レンズ光学系と前記撮像素子との間の少なくとも一方に設けられたシャッターとを備えた撮像装置の半導体集積回路であって、
被写体距離の異なる所定の第1、第2および第3の合焦位置であって、前記第1の合焦位置が前記第2の合焦位置と前記第3の合焦位置との間に存在する第1、第2および第3の合焦位置にそれぞれ焦点が合うように、前記撮像素子または前記フォーカスレンズを駆動し、前記撮像素子によって、前記第1、第2および第3の合焦位置における第1、第2および第3の被写体画像による画像信号を得られるように、かつ、前記第1の被写体画像が1画像フレームおきに撮影され、前記第2の被写体画像および前記第3の被写体画像が交互に、かつ、1画像フレームおきに撮影されるように前記シャッターおよび前記駆動部を制御し、
前記信号処理部は、前記1画像フレームおきに撮影された第1の被写体画像によって構成される動画像との信号と、前記第1、第2および第3の被写体画像に基づいて、前記1画像フレームおきに撮影された第1の被写体画像における距離情報に関する信号とを生成する、半導体集積回路。 - 各画像フレームの一部期間において、前記第1の被写体画像、前記第2の被写体画像または前記第3の被写体画像が得られるように前記シャッターの開閉を制御し、
前記各画像フレームの他の期間において、合焦位置が、前記第1の合焦位置と前記第2の合焦位置との間、または、前記第1の合焦位置と前記第3の合焦位置との間で移動するように、前記駆動部を制御する請求項8に記載の半導体集積回路。 - 前記第1、第2および第3の合焦位置に前記フォーカスレンズが合焦している場合において、前記駆動される撮像素子または前記フォーカスレンズは、それぞれ、第1、第2および第3の駆動位置にあり、
前記第1の駆動位置と前記第2の駆動位置との距離、および、前記第1の駆動位置と前記第3の駆動位置との距離が互いに等しくなるように、前記第2および第3の駆動位置を決定する請求項8に記載の半導体集積回路。 - 入射した光から画像信号を生成する撮像素子の撮像面に、フォーカスレンズを含むレンズ光学系を介して、撮像素子または、前記レンズ光学系と前記撮像素子との間の少なくとも一方に設けられたシャッターによるタイミングで露光することにより、撮像シーンを結像させる撮像方法であって、
被写体距離の異なる所定の第1、第2および第3の合焦位置にそれぞれ焦点が合うように、前記撮像素子または前記フォーカスレンズを駆動し、前記撮像素子によって、前記第1、第2および第3の合焦位置であって、前記第1の合焦位置が前記第2の合焦位置と前記第3の合焦位置との間に存在する第1、第2および第3の合焦位置における第1、第2および第3の被写体画像による画像信号を得られるように、かつ、前記第1の被写体画像が1画像フレームおきに撮影され、前記第2の被写体画像および前記第3の被写体画像が交互に、かつ、1画像フレームおきに撮影されるように前記撮像素子または前記フォーカスレンズの一方を駆動し、
前記1画像フレームおきに撮影された第1の被写体画像によって構成される動画像との信号と、前記第1、第2および第3の被写体画像に基づいて、前記1画像フレームおきに撮影された第1の被写体画像における距離情報に関する信号とを生成する撮像方法。 - 各画像フレームの一部期間において、前記第1の被写体画像、前記第2の被写体画像または前記第3の被写体画像が得られるように前記シャッターの開閉を制御し、
前記各画像フレームの他の期間において、合焦位置が、前記第1の合焦位置と前記第2の合焦位置との間、または、前記第1の合焦位置と前記第3の合焦位置との間で移動するように、前記撮像素子または前記フォーカスレンズの一方を駆動する請求項11に記載の撮像方法。 - 前記第1、第2および第3の合焦位置に前記フォーカスレンズが合焦している場合において、前記駆動される撮像素子または前記フォーカスレンズは、それぞれ、第1、第2および第3の駆動位置にあり、
前記第1の駆動位置と前記第2の駆動位置との距離、および、前記第1の駆動位置と前記第3の駆動位置との距離が互いに等しくなるように、前記第2および第3の駆動位置を決定する請求項11に記載の撮像方法。
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