JP6336316B2 - Imaging apparatus, control method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置、制御方法およびプログラムに関し、特に撮影後に所定の被写体距離に合焦した画像を生成する技術に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, a control method, and a program, and more particularly to a technique for generating an image focused on a predetermined subject distance after shooting.
デジタルカメラ等の撮像装置の絞りを調整することで、ユーザは所望の被写界深度を有する画像を撮影することができる。一方で、撮影シーンの被写界深度の調整は、撮影時のみならず撮影後にも行うことが求められている。 By adjusting the aperture of an imaging apparatus such as a digital camera, the user can capture an image having a desired depth of field. On the other hand, it is required to adjust the depth of field of a shooting scene not only during shooting but also after shooting.
撮像装置の中には、撮像面に入射した被写体からの光束の強度分布をその入射方向の情報とともに光線空間情報(Light Field Information)として記録可能な撮像装置がある。このような撮像装置では、撮影により記録された光線空間情報から、撮影後に所定の被写界深度を有する画像を生成(再構成)することができる。また光線空間情報からは、被写界深度を調整した画像だけでなく、撮影時に合焦していた被写体とは異なる被写体に焦点を合わせた、いわゆるリフォーカスした画像を生成することができる。特許文献1には、交換可能な撮影レンズを有する、光線空間情報を記録可能な撮像装置が開示されている。 Among imaging devices, there is an imaging device capable of recording intensity distribution of a light beam from a subject incident on an imaging surface as light field information together with information on the incident direction. In such an imaging apparatus, an image having a predetermined depth of field can be generated (reconstructed) from the light space information recorded by shooting. Also, from the light space information, it is possible to generate not only an image in which the depth of field is adjusted but also a so-called refocused image that focuses on a subject different from the subject focused at the time of shooting. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses an imaging device that has a replaceable photographic lens and can record light space information.
ところで、撮影時の絞り口径によっては、得られた光線空間情報から被写界深度を調整した画像や所望の被写体に合焦した画像を生成できないことがある。即ち、このような画像の生成には様々な入射方向を有する光束を撮像素子に受光させる必要があるが、絞り口径が小さく設定されることで入射する光束が制限され、所望の条件の画像を生成できない場合がある。従って、撮影後に所望の条件の画像を生成可能にするためには、撮影時の絞り口径に適切な下限値を設ける必要があるが、従来そのような制御を行う撮像装置はなかった。特許文献1は、撮像レンズのF値がマイクロレンズのF値よりも小さい値に設定された(有効口径が大きい)場合の迷光の発生を防止するために、設定可能な絞りの開口径に上限値を設定することは開示しているが、下限値の設定については開示していなかった。
By the way, depending on the aperture diameter at the time of shooting, an image in which the depth of field is adjusted from the obtained light space information or an image focused on a desired subject may not be generated. That is, in order to generate such an image, it is necessary to cause the imaging device to receive a light beam having various incident directions. However, by setting the aperture diameter to be small, the incident light beam is limited, and an image of a desired condition can be obtained. It may not be generated. Therefore, in order to be able to generate an image with a desired condition after shooting, it is necessary to provide an appropriate lower limit value for the aperture diameter at the time of shooting. However, there has been no image pickup apparatus that performs such control conventionally. In
本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、撮影後に異なる条件の画像を生成可能な光線空間情報を出力する撮像装置、制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide an imaging apparatus, a control method, and a program that output light space information that can generate images with different conditions after imaging. To do.
この課題を解決するため、例えば本発明の撮像装置は以下の構成を備える。すなわち、分割瞳領域の各々を通過した光束を記録した画素信号であって、複数の被写体距離のいずれかに合焦させた再構成画像を生成可能な画素信号を出力する撮像装置であって、画素信号の撮影にあたり絞りの開口径の下限値を、複数の分割瞳領域を通過した光束が開口を通過可能な値に制御する制御手段と、絞りの開口径を変更する変更手段と、を有し、変更手段は、異なる複数の条件の再構成画像を生成可能な画素信号を出力するための撮影モードが設定された場合において、ユーザにより下限値を下回る絞りの開口径が設定された場合に、絞りの開口径を下限値に変更する、ことを特徴とする。
In order to solve this problem, for example, an imaging apparatus of the present invention has the following configuration. That is, an imaging device that outputs a pixel signal that records a light flux that has passed through each of the divided pupil regions and that can generate a reconstructed image that is focused on one of a plurality of subject distances, There are control means for controlling the lower limit of the aperture diameter of the aperture to a value that allows the light beam that has passed through the plurality of divided pupil regions to pass through the aperture, and change means for changing the aperture diameter of the aperture when photographing the pixel signal. In the case where a photographing mode for outputting a pixel signal capable of generating a reconstructed image with a plurality of different conditions is set, the changing means is set when the aperture diameter of the diaphragm that is lower than the lower limit is set by the user. The aperture diameter of the diaphragm is changed to a lower limit value .
本発明によれば、撮影後に異なる条件の画像を生成可能な光線空間情報を出力することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to output light space information capable of generating images with different conditions after shooting.
(実施形態1)
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では撮像装置の一例として、被写体からの光束の強度および入射角度の情報を有する画素値から構成される光線空間情報(LFデータ)を記録可能なデジタルカメラに本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明はLFデータを記録可能なデジタルカメラに限らず、絞り値を調整してLFデータを取得可能な任意の機器にも適用可能である。また、以下の説明では、LFデータを再構成して得られる画像を再構成画像と呼ぶ。
(Embodiment 1)
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, as an example of the imaging apparatus, an example in which the present invention is applied to a digital camera capable of recording light space information (LF data) composed of pixel values having information on the intensity and incident angle of a light beam from a subject. explain. However, the present invention is not limited to a digital camera that can record LF data, but can be applied to any device that can acquire LF data by adjusting an aperture value. In the following description, an image obtained by reconstructing LF data is referred to as a reconstructed image.
(1 デジタルカメラの構成)
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラ100とレンズ102の機能構成例を示すブロック図である。本実施形態におけるカメラシステムは、デジタルカメラ100に対して着脱可能なレンズ102内に撮影光学系101が設けられている。
(1 Digital camera configuration)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration example of a
被写体からの光束は撮影光学系101を介して撮像素子252の撮像面に結像する。撮影光学系101はズームレンズ110を有しており、超音波モータやステッピングモータを駆動源とするズームレンズ駆動部111によって光軸方向に駆動可能である。ズームレンズ電圧ドライバ113は、ズームレンズ駆動部111を駆動制御する電圧を発生する。
The light flux from the subject forms an image on the imaging surface of the
ズーム位置検出部112は、光軸Iに沿ったズームレンズ110の位置を検出するズームエンコーダである。ズーム位置検出部112は、焦点距離値に応じたパルス信号をズームレンズ制御部105に出力する。ズームレンズ制御部105は、ズームレンズ駆動部111を制御し、例えばユーザがデジタルカメラ100もしくはレンズ102に不図示のスイッチにより設定した焦点距離になる光軸I上の位置にズームレンズ110が駆動されるように追従制御を行う。またズームレンズ制御部105は、ズーム位置検出部112が出力するパルス信号を取り込む。ズームレンズ制御部105は、ユーザが設定した焦点距離になる光軸I上の位置(目標位置)、ズームレンズ110の現在位置情報などに基づいて駆動信号を演算し、このデジタル駆動信号をズームレンズ電圧ドライバ113に出力する。ズームレンズ電圧ドライバ113は、入力された駆動信号(駆動電圧)に応じて、ズームレンズ駆動部111に電力を供給するドライバ部である。ズームレンズ電圧ドライバ113は、駆動信号に対し、スイッチングを行い、ズームレンズ駆動部111に電圧を印加してズームレンズ駆動部111の駆動を行う。
The zoom position detection unit 112 is a zoom encoder that detects the position of the zoom lens 110 along the optical axis I. The zoom position detection unit 112 outputs a pulse signal corresponding to the focal length value to the zoom
また撮影光学系101は、AFレンズ120を有しており、超音波モータやステッピングモータを駆動源とするAFレンズ駆動部121によって光軸方向に駆動可能である。AFレンズ電圧ドライバ123は、AFレンズ駆動部121を駆動制御する電圧を発生する。フォーカス位置検出部122は、光軸Iに沿ったAFレンズ120の位置を検出するフォーカスエンコーダである。フォーカス位置検出部122は、被写体距離値に応じたパルス信号をAFレンズ制御部104に出力する。AFレンズ制御部104は、AFレンズ駆動部121を制御し、例えばユーザのデジタルカメラ100のレリーズスイッチ191の操作により検出された被写体距離となる光軸I上の位置にAFレンズ120が駆動されるように追従制御を行う部分である。またAFレンズ制御部104は、フォーカス位置検出部122が出力するパルス信号を取り込む。AFレンズ制御部104は、被写体距離になる光軸I上の位置(目標位置)、AFレンズ120の現在位置情報などに基づいて駆動信号を演算し、このデジタル駆動信号をAFレンズ電圧ドライバ123に出力する。
The photographing
AFレンズ電圧ドライバ123は、入力された駆動信号(駆動電圧)に応じて、AFレンズ駆動部121に電力を供給するドライバ部である。AFレンズ電圧ドライバ123は、駆動信号に対し、スイッチングを行い、AFレンズ駆動部121に電圧を印加し、AFレンズ駆動部121の駆動を行う。
The AF
また撮影光学系101は、絞り140を有しており、ステッピングモータ等を駆動源とする絞り駆動部141によって絞り140の開口の大きさが制御される。絞り制御部106は、絞り駆動部141を制御し、例えば撮影する被写体の明るさに応じて適正露光量となる絞りの値を演算するとともに、該絞り値となる駆動信号を演算して絞り駆動部141に出力する。また、後述するように絞り制御部106は、絞り設定スイッチ194においてユーザが設定した絞り値、あるいはボディCPU109からの指示に応じて駆動信号を演算し、絞り駆動部141に出力する。
The photographing
レンズCPU103は、レンズ102側の種々の制御を行う中央処理装置である。レンズCPU103内には、ズームレンズ制御部105と、AFレンズ制御部104及び絞り制御部106が設けられている。レンズCPU103は、レンズ102とデジタルカメラ100との間に設けられたレンズ接点190を介して、ボディCPU109との間で通信が可能である。EEPROM131は、レンズ102に関する種々の固有情報であるレンズデータなどを格納する不揮発性の記憶部である。レンズ用メモリ132は、レンズCPU103が演算処理を行う際に種々のデータを格納する揮発性の記憶部である。
The
撮像素子252は、例えば固体撮像素子の1つであるCMOSセンサである。任意の画素へのランダムアクセスが可能であり、ディスプレイ用に間引いた読み出しが容易に行えるため、表示部258において高い表示レートで画像を表示することができる。撮像素子252は、上述した特長を利用し、ディスプレイ画像出力動作(撮像素子252の受光領域のうち一部を間引いた領域での読み出し)および高精彩画像出力動作(全受光領域での読み出し)を行う。
The
撮像素子252と撮影光学系101との間にはマイクロレンズアレイ(MLA)20が配設されており、MLA20上にはマイクロレンズが格子状に並んでいる。1つのマイクロレンズには、撮像素子の複数の光電変換素子が対応付けられており、マイクロレンズに入射した光は該複数の光電変換素子に結像されて光電変換される。1つのマイクロレンズに対応付けられた光電変換素子の各々は、分割された瞳領域の各々を通過した光束に対応した画素信号を出力するためLFデータが得られる。なお、MLA20の機能や配置の詳細については図3を用いて後述する。
A microlens array (MLA) 20 is disposed between the
また、後述するように撮像素子252から得られるピント評価量および適当な露光量に基づいて、ボディCPU109は適切に撮影光学系101を調整する。該調整によって被写体からの反射光は適切な光量で撮像素子252に露光されるとともに、撮像素子252近傍で被写体像が結像する。ボディCPU109は、後述するように撮影画像のデフォーカス量(ボケ量)に基づいて主被写体の判定を行い、レンズCPU103を介してAFレンズ120の駆動を制御する。
Further, as will be described later, the
画像処理部150は、内部にA/D変換器、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路、補間演算回路等を有しており、撮像素子252から入力されたLFデータに対して各種処理を行なって記録用の画像を生成する。画像処理部150で行われる各種処理には、後述する像シフト処理、像生成処理、相関計算処理が含まれる。また、画像処理部150は、生成した画像を記録部に出力を行うとともに、予め定められた方法を用いて画像、動画、音声などの圧縮を行う。さらに画像処理部150はボディCPU109の指示により生成した画像を表示部258に出力する。
The
ボディCPU109は、例えばCPUやMPUなどのプログラマブルプロセッサであり、例えば不図示の不揮発性メモリに記憶されたプログラムを読み出し、メモリ197に展開して実行することによりカメラシステム全体の種々の制御を行う。
The
ボディCPU109は、レリーズスイッチ191が操作されるとレリーズスイッチ191が半押し、又は、全押しされたことを検知し、撮像素子252の駆動、画像処理部150の動作などを制御する。ボディCPU109は、後述する撮影モードに応じて算出した絞り値に基づいて絞り駆動部141を制御するため、レンズCPU103との間で通信を行う。ボディCPU109は、さらに表示部258によって液晶モニタ等に情報表示を行う情報表示装置の各セグメントの状態を制御する。
When the release switch 191 is operated, the
レリーズスイッチ191は、図示しないレリーズボタンの半押し動作(SW1のON)あるいはレリーズボタンの全押し動作(SW2のON)を検出する。レリーズボタンの半押し動作の検出により、一連の撮影準備動作(測光動作や焦点調節動作等)が開始され、レリーズボタンの全押し動作(SW2のON)の検出により、撮影動作(撮像素子252から読み出されたLFデータの記録媒体への記録)が開始させる。 The release switch 191 detects a half-pressing operation of a release button (not shown) (SW1 is turned on) or a release button full-pressing operation (SW2 is turned on). A series of shooting preparation operations (photometry operation, focus adjustment operation, etc.) is started by detecting the half-press operation of the release button, and a shooting operation (from the image sensor 252) by detecting the release button full-press operation (SW2 ON). Recording of the read LF data on a recording medium) is started.
図2は本実施形態のデジタルカメラ100の背面図の一例を示している。選択スイッチ192は任意方向の操作が可能な選択スイッチで、不図示の公知の撮影メニューの項目を選択したり、後述するように、ユーザが主被写体を選択したりするときに用いるスイッチである。
FIG. 2 shows an example of a rear view of the
決定スイッチ193は、不図示の公知の撮影メニューにおいてユーザが操作を決定をしたり、後述するように、ユーザが主被写体を決定したりするときに用いるスイッチである。また、絞り設定スイッチ194は、ユーザが不図示の操作ダイヤルを操作して絞り値を設定することができるスイッチである。
The
メインスイッチ195はデジタルカメラ100を起動させるためのスイッチである。メインスイッチ195は2つのポジション(195−1,195−2)が選択可能なスイッチである。195−1のポジションにメインスイッチ195をセットしたときは「OFF」を示し、デジタルカメラ100はスリープ状態となる。また195−2のポジションにメインスイッチ195をセットしたときは「ON」を示し、デジタルカメラ100はスリープ状態から駆動状態となり、各種スイッチの操作等を受け付けて静止画や動画の撮影のための動作を行う状態となる。
A
モードスイッチ196は、デジタルカメラ100の撮影モードを設定するためのスイッチである。ユーザは、少なくともユーザが設定した撮影条件を優先する撮影が可能なモードと、「リフォーカス優先撮影モード」とを設定することができる。本実施形態において「リフォーカス優先撮影モード」とは、例えば主被写体に合焦した撮影を行った後に、撮影時とは異なる被写体距離に合焦させた(例えば主被写体以外の被写体に合焦させた)画像を生成可能なLFデータを取得する撮影モードをいう。
The
メモリ197は、実際の記憶部に加えて記録に必要な処理回路を備えている。
The
表示部258はデジタルカメラ100の背面に取り付けられており、例えば撮影時や再生時に、LFデータから生成された画像データを表示する。また、撮影環境や撮影光学系101の状態等の情報を表示する場合、ボディCPU109は該情報を示すGUIデータを表示部9に表示させる。表示部258は、例えば有機EL素子により構成すれば消費電力を小さくできるとともに、表示部258の薄型化を図ることができ、ひいてはデジタルカメラ100の省電力化および小型化を図ることができる。
The
図3は、本実施形態における撮影光学系を模式的に示す図である。本実施形態では、光線の位置に加えて角度の情報を取得したLFデータを取得する。本実施形態では、LFデータの取得のために撮影光学系101の結像面近傍にMLA20を配置するとともに、MLA20を構成する1つのマイクロレンズに対して複数の画素を対応させている。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a photographing optical system in the present embodiment. In the present embodiment, LF data obtained by acquiring angle information in addition to the position of the light beam is acquired. In the present embodiment, the
図3(a)は撮像素子252とMLA20の関係を模式的に示している。図3(b)は撮像素子252の画素とMLA20の対応を模式的に示す図である。図3(c)はMLA20によってMLA20の下に設けられた画素が特定の瞳領域と対応付けられることを示している。
FIG. 3A schematically shows the relationship between the
図3(a)に示すように、撮像素子252上にはMLA20が設けられており、MLA20の前側主点は撮影光学系101の結像面近傍になるように配置されている。本実施形態では撮像素子252上のMLA20は、各マイクロレンズの前側主点が撮影光学系101の結像面近傍となるように配置される。また図3(a)の正面図(z軸負の方向にMLA20を見た図)に示されるように、MLA20は撮像素子252の光電変換素子(以下、画素という)を覆うように配置されている。
As shown in FIG. 3A, the
ここで、MLA20の各マイクロレンズには、図2(b)に示されるように撮像素子252の複数の画素が対応付けられている。図3(b)に示す格子状の枠は、撮像素子252の各画素を示している。20a,20b,20c,20dはMLA20を構成する各マイクロレンズを示す。図3(b)に示すように、マイクロレンズ1つに対して複数の画素が割り当てられており、図3(b)の例では25個の画素が1つのマイクロレンズに対して設けられている(各マイクロレンズの大きさは画素の大きさの5倍×5倍の大きさである)。
Here, as shown in FIG. 2B, a plurality of pixels of the
また図3(c)は、MLA20の各マイクロレンズに対応付けられた撮像素子252の画素に結像される光束と、撮影光学系101の瞳領域との対応関係を示している。図3(c)では便宜上、1つのマイクロレンズの主点を通りY軸と直交するXZ断面について示した該マイクロレンズ及びレンズに対応付けられた撮像素子252の画素と、Z軸と直交する射出瞳面30(XY平面)を示した瞳領域とを同一平面に示している。図3(c)において画素21、22、23、24、25は、例えば図3(b)の画素21a〜25aと対応しており、それぞれ分割瞳領域を通過した光束が結像される。つまり、MLA20のマイクロレンズによって画素21〜25の各々は撮影光学系101の射出瞳面上の特定の分割瞳領域と共役になるように設計されている。図3(c)の例では、画素21と領域31が、画素22と領域32が、画素23と領域33が、画素24と領域34、画素25と領域35がそれぞれ対応している。従って、マイクロレンズの位置、及び射出瞳面と撮像素子6の距離が定まることにより、該マイクロレンズに対応付けられた画素の各々に入射する光束の入射角度の情報が実質的に取得可能である。
FIG. 3C shows a correspondence relationship between the light beam focused on the pixel of the
図4は、いわゆるライブビュー撮影時に表示部258に表示される被写体像の様子を示している。図4において、表示部258には、被写体像258aと撮影条件(シャッタ速度、絞り値、ISO感度等)や露出レベル表示、電池残量表示等の撮影情報258bが表示されている。図4の例では、主被写体310は主被写体であり、その他の被写体320、330、もしくは、340は主被写体以外の被写体である。
FIG. 4 shows the state of the subject image displayed on the
また被写体像258a表示部内には、複数のAF検出枠301が設けられている。撮像素子252からのピント検出結果に基づいて選択されたAF検出枠302は別の表示形態(色違いでの表示等)で表示されるため、ユーザは合焦している主被写体部を知ることができる。
A plurality of AF detection frames 301 are provided in the
なお、デジタルカメラ100の選択スイッチ192と決定スイッチ193を用いれば、撮像素子252からのピント検出結果によらず、ユーザは複数のAF検出枠301の中から合焦させたい任意の位置のAF検出枠を選択可能である。ユーザが選択したAF検出枠302に基づいて、撮像素子252からのピント検出結果から主被写体310までの距離を演算することで撮影された画像がボケた画像になることを防止する。
If the
(2 像生成処理および像シフトの概要)
再構成画像を生成するための像生成処理および像シフト処理の概要について図9を用いて説明する。
(2 Overview of image generation processing and image shift)
An overview of image generation processing and image shift processing for generating a reconstructed image will be described with reference to FIG.
図9(b)は、撮像素子252が被写体像に係る光束を捕捉した面(取得面)について、再構成画像の各画素を生成する際に加算される画素を示している。図9(b)において、画素X1,i、X2,i、X3,i、X4,i、X5,iはそれぞれ、分割瞳領域1〜5の各々を通過してiで規定される位置のマイクロレンズに入射した光束に対応する画素を示している。図9では説明を簡単にするためLFデータは、瞳を1つの方向に5分割した分割瞳領域を定義し、各マイクロレンズについて該分割瞳領域の各々を通過した光束を記録したものであるとする。従って、図9(b)において縦方向には同一のマイクロレンズに対応する画素が並び、横方向には対応する光束が通過した分割瞳領域が同一である画素が並んでいる。物理的な位置との関係においては、X1,iは図3(c)の領域21から得られるデータを、X2,iは図3(c)の領域22から得られるデータを、以下添え字の3、4、5は領域23、24、25に対応していることを示している。
FIG. 9B shows pixels that are added when each pixel of the reconstructed image is generated with respect to the surface (acquisition surface) on which the
取得面に対応する焦点状態の再構成画像を生成するためには、図9(b)に破線で示すように各マイクロレンズに対応する画素の画素値を加算すればよい(像生成処理)。具体的には、X1,i、X2,i、X3,i、X4,i、X5,iの画素値の和Siを求めることにより、iで規定される位置のマイクロレンズに対応する、再構成画像の画素値を得ることができる。また、再構成画像を生成する際に中央の分割瞳領域3を通過した光束に対応する画素値のみを使用した場合、瞳を絞った状態と等価、即ち撮像素子に入射する光束を中央の分割瞳を通過する光束に制限した場合と等価な画像となる。このため、得られる再構成画像は、全画素を加算して得られる画像よりも被写界深度が深い画像となる。 In order to generate a reconstructed image in a focus state corresponding to the acquisition surface, pixel values of pixels corresponding to each microlens may be added (image generation processing) as shown by a broken line in FIG. 9B. Specifically, by obtaining the sum S i of the pixel values of X 1, i , X 2, i , X 3, i , X 4, i , X 5, i , the microlens at the position defined by i The pixel value of the reconstructed image corresponding to can be obtained. Further, when only a pixel value corresponding to the light beam that has passed through the central divided pupil region 3 is used when generating a reconstructed image, it is equivalent to a state in which the pupil is narrowed, that is, the light beam incident on the image sensor is divided into the center. An image equivalent to a case where the light flux passing through the pupil is limited is obtained. For this reason, the obtained reconstructed image is an image having a deeper depth of field than an image obtained by adding all the pixels.
次に図9(a)に示されるように、取得面よりも被写体寄りに規定される面(再構成面1)について再構成画像を生成する場合を考える。図3で説明したように、本実施形態の撮影光学系101は、各画素に入射する光束を特定の分割瞳領域に限定しているために、入射角度が既知である。この角度に沿って再構成面での各画素の位置を再構成する。具体的にはX1,iのように分割瞳領域の添え字が1のものは図9(d)において41に示すような角度で入射しているとする。分割瞳領域2、3、4、5はそれぞれ42、43、44、45に対応する。このとき再構成面1でのマイクロレンズXiに入射した光束は、取得面においては、Xi-2からXi+2に分散して入射していることになる。より具体的には、X1,i-2、X2,i-1、X3,i、X4,i+1、X5,i+2に分散している。再構成面1に対応する焦点状態の再構成画像を生成するためには、図9(a)に破線で示すように、入射角度に応じてシフトさせた画素を加算すれば良いことが分かる。再構成面1における再構成画像を生成するため、分割瞳領域が1のものは右に2画素、分割瞳領域が2のものは右に1画素、分割瞳領域が3のものはシフトなし、分割瞳領域が4のものは左に1画素、分割瞳領域が5のものは左に2画素、それぞれシフトさせる。これにより各画素について入射角度に応じたシフト量を与えることができる。このように光束の入射方向に基づいて再構成面における対応する画素をシフトさせることを像シフト処理と呼ぶ。
Next, as shown in FIG. 9A, consider a case where a reconstructed image is generated for a surface (reconstructed surface 1) that is defined closer to the subject than the acquisition surface. As described with reference to FIG. 3, the imaging
その後、図9(a)の縦方向に(即ち各分割瞳領域について)加算することで再構成面1に対応する焦点状態の再構成画像の画素値を得ることができる。具体的には、この再構成画像の画素値は、X1,i-2、X2,i-1、X3,i、X4,i+1、X5,i+2の和Siであり、Xiに入射した光の角度方向の積分値を得ることができる。これにより再構成面1での再構成画像が得られる。
Thereafter, by adding in the vertical direction of FIG. 9A (that is, for each divided pupil region), the pixel value of the reconstructed image in the focus state corresponding to the
ここで、図9(d)に示すように、再構成面1においてXiに輝点があるとすると、光束は取得面に対してX1,i-2、X2,i-1、X3,i、X4,i+1、X5,i+2に分散し、いわゆるボケ状態にある。しかしながら、再構成面1での再構成画像を生成すると、再びXiに輝点が生成されコントラストの高い像が得られる。図9(c)から分かるように、再構成面2においても再構成面と同様に像を生成することができる。再構成面を配置する方向が異なるとシフトさせる方向を反転させれば良い。
Here, as shown in FIG. 9 (d), if the
以上説明した像生成処理および像シフト処理によって、撮影時には合焦していない撮影画像の任意の被写体(例えば、図4に示した被写体320、330、もしくは、340)に合焦させる再構成画像を生成することが可能となる。 By the image generation process and the image shift process described above, a reconstructed image to be focused on an arbitrary subject (for example, the subject 320, 330, or 340 shown in FIG. 4) that is not focused at the time of shooting. Can be generated.
(3 リフォーカス優先撮影モードにおける撮影の一連の動作)
ユーザが撮影モードをリフォーカス優先撮影モードに設定して撮影を行う場合の一連の処理を図5に示すフローチャートを用いて説明する。
(3 series of shooting operations in refocus priority shooting mode)
A series of processes when the user performs shooting while setting the shooting mode to the refocus priority shooting mode will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
フローチャートに対応する処理は、ボディCPU109が、例えば不揮発性メモリに記憶されている処理プログラムを読み出し、メモリ197に展開して実行することにより実現することができる。本処理は例えばメインスイッチ195に対する操作が検出された場合に開始される。
The processing corresponding to the flowchart can be realized by the
まずS1010においてボディCPU109は、メインスイッチ195がONであるかどうかの判定を行う。ボディCPU109は、メインスイッチ195がOFFであれば、デジタルカメラ100はスリープ状態となるため処理を終了する。ボディCPU109はメインスイッチ195がONであるときは処理をS1020へ進める。
First, in S1010, the
S1020においてボディCPU109は、モードスイッチ196がリフォーカス優先撮影モードに設定されているかを判定する。ボディCPU109は、撮影モードがリフォーカス優先撮影モードに設定されているときは処理をS1030に進め、リフォーカス優先撮影モードに設定されていないときは処理をS1250に進める。
In step S1020, the
S1030においてボディCPU109は、ユーザが絞り設定スイッチ194を用いて設定する絞り値に対して、絞り値の値を大きくする側(以下、小絞り側という)に制限を設ける。小絞り側の絞り値の制限について、図6を用いて説明する。
In step S <b> 1030, the
図3(c)において示したように、画素21〜25は、例えば図3(b)の画素21a〜25aと対応しており、それぞれ分割瞳領域を通過した光束が結像される。一方で、撮影光学系101において絞り140の開口径が小さくなると、分割瞳領域を通過した光束の一部が遮られ、限られた画素例えば画素23(対応する画素23a)に光束が結像される。また、図9において示したように、取得面と異なる再構成面に対応する再構成画像を生成するためには、入射方向の異なる複数の分割瞳領域を通過した光束を受光することが必要である。換言すれば、絞り140によって例えば各マイクロレンズ下の中心の画素に光束が制限されるときは、像シフト処理が制限されて再構成画像の生成ができないこととなる。
As shown in FIG. 3C, the
このため、絞り140を制御する際の開口径の下限値を規定するための絞り値Fminを設定する。絞り値Fminは、絞りの開口径の下限値を複数の分割瞳領域を通過した光束が通過可能な開口径の値にするように設定される。分割瞳領域を対応する画素で表すと、例えば絞り値Fminは、MLA20を構成する各マイクロレンズ20aのFナンバーをf、1つのマイクロレンズに対して格子状に配列された画素群の一列の画素数をnとして、以下のように定義される。
Fmin= nf/3(nが奇数のとき)
Fmin= nf/2(nが偶数のとき)
図6(a)は、例えば一列分の画素数が5個(n=奇数)の場合に、マイクロレンズ20aの中心に配列されている画素23aの周囲に配列された画素が被写体からの光束を受光している様子を示している。図6(a)のハッチングで示した各画素は被写体からの光束を受光している画素である。即ち、絞り値Fminに対応する絞りの開口径により画素23aの周囲に配列された画素22a、24a、23aa、23ab、23ac、23ad、23ae、23afに被写体からの光束が入射する。同様に、図6(b)は、例えば一列分の画素数が4個(n=偶数)の場合、マイクロレンズ20aの中心に配列された画素22a、23a、22aa、22abに被写体からの光束が入射する。このように複数の分割瞳領域を通過した光束を受光可能にすることで、LFデータから再構成画像の生成が可能になる。
For this reason, an aperture value F min for defining the lower limit value of the aperture diameter when controlling the aperture 140 is set. The aperture value F min is set so that the lower limit value of the aperture diameter of the aperture is set to a value of an aperture diameter through which a light beam that has passed through a plurality of divided pupil regions can pass. When the divided pupil region is represented by corresponding pixels, for example, the aperture value F min is an F number of each
F min = nf / 3 (when n is an odd number)
F min = nf / 2 (when n is an even number)
In FIG. 6A, for example, when the number of pixels for one column is five (n = odd number), the pixels arranged around the
ボディCPU109は、Fminを小絞り側の制限値として設定する。絞り設定スイッチ194において設定可能な絞り値は、例えば、開放側の絞り値はレンズ102の撮影光学系101の開放絞り値であるF2.8から、小絞り側はFminまでに制限されることとなる。
The
S1040においてボディCPU109は、レリーズスイッチ191の半押し動作が行われたかどうかの判断を行う。ボディCPU109は反押し動作が行われていると判断したときは処理をS1050へ進める。
In S1040, the
S1050においてボディCPU109は、ユーザが絞り設定スイッチ194にて設定した絞り値を読み込み、S1030において設定された絞り値(Fmin)の制限値を超えたかを判断する。即ち、ボディCPU109は、ユーザにより指定されている絞りの開口径が再構成画像を生成可能な開口径の下限値を下回るかを判断する。ボディCPU109は、ユーザの設定した絞り値が制限値を超えている場合は処理をS1050に処理を進め、制限値を超えていない場合は処理をS1300へ進める。
In S1050, the
S1300においてボディCPU109は、S1050において読み込んだユーザの設定した絞り値を、レンズ接点190を介してレンズCPU103に送信する。絞り制御部106は設定された絞り値に応じて絞り駆動部141を駆動制御し、絞り140をユーザの設定した絞り値に相当する開口径にする。ボディCPU109はその後処理をS1080へ進める。
In step S <b> 1300, the
S1060においてボディCPU109は、表示部258内に例えば「絞り値が制限値を超えました。制限値に設定変更します」等の警告表示を行って、ユーザの設定した絞り値が制限値を超えたことをユーザに通知すると共に、ボディCPU109は設定された絞り値を制限値に変更して、S1070に処理を進める。
In S1060, the
S1070においてボディCPU109は、S1060にて設定した制限値の絞り値を、レンズ接点190を介してレンズCPU103に送信する。そして、その制限値の絞り値に応じて絞り制御部106は絞り駆動部141を駆動制御し、絞り140を設定された制限値である絞り値に相当する開口径にする。その後、ボディCPU109はS1080に処理を進める。
In S1070, the
S1080においてボディCPU109は、撮像素子252を適当な時間露光して、読み出す(A/D変換する)ことによりデータを取得する。なお、露光時間と露光量から撮影において適当な露出量を計算するようにしてもよい。
In S1080, the
S1090においてボディCPU109は、相関計算処理を行う。相関計算処理では、いわゆる位相差AFによるピント位置を求めることができる。相関計算処理は、予め設定された評価位置の数(いわゆるAF検出枠の数)に対応して繰り返し演算を行う。相関計算処理は、適切に設定された評価枠(評価対象の領域)の大きさに応じた画素数の範囲で相関計算を行う。相関計算は例えばΣ|Ai − Bi|により計算すれば良い。ここで、Aiは特定の瞳領域を通過したi番目の画素の輝度を示している。BiはAiとは異なる瞳領域を通過したi番目の画素の輝度を示している。例えば図3において、画素22に対応する画素を並べたものをAi、画素24に対応する画素を並べたものをBiとすれば良い。また相関計算の評価値は、予め設定された評価点の数(焦点合わせの探索を行うピントの深さに対応)だけ得られる。上記に示したΣ|Ai − Bi|という評価式においては、相関値が小さくなった個所が最もピント状態が良い個所に対応している。相関評価値が最良となる点を相関量評価に基づく最良ピント位置として格納する。
In S1090, the
S1100においてボディCPU109は、S1090において求めたピント位置から各AF検出枠301でのデフォーカス量を算出する。
In S1100, the
S1110においてボディCPU109は、S1100で求めた各AF検出枠301でのデフォーカス量からユーザが主被写体としている被写体を判定する。具体的には、ボディCPU109は例えば各AF検出枠301でのデフォーカス量の分布状況やその絶対値の差から、ある特定の値及びその近傍のデフォーカス量となっているAF検出枠301の数が多いエリアを特定する。ボディCPU109はそのエリア内の被写体を主被写体310と判定すると共に、そのエリアで一番デフォーカス量が小さいものをピント位置のAF検出枠302として表示する(図4参照)。あるいは、前述のようにユーザが選択スイッチ192により合焦させたい位置のAF検出枠302を指定した場合、ボディCPU109は指定されたAF検出枠302におけるデフォーカス量と類似するデフォーカス量を持つAF検出枠を特定しても良い。このとき、該AF検出枠が分布するエリア内の被写体を主被写体310と判定しても良い。なお、ユーザが主被写体310を指定する場合は、ボディCPU109表示部258内に例えば「主被写体を選択/決定して下さい」等の表示を行えば、ユーザにとっては利便性が向上する。また、撮影範囲内(図4で被写体像258a)においてAF検出領域外(AF検出枠301が配置されていない領域)となる被写体(例えば、被写体330及び340)に対してもS1060の処理によりデフォーカス量が得られている。このためボディCPU109は主被写体310以外の被写体のデフォーカス量をメモリ197に記憶させても良い。
In S1110, the
S1120においてボディCPU109は、S1110の演算結果をレンズ接点190を介してレンズCPU103へ送信して、AFレンズ120を駆動させる。ボディCPU109はS1110により求まった主被写体310が合焦状態となる位置にAFレンズ120を移動させる。
In S1120, the
S1130において画像処理部150は、ボディCPU109の指示に応じて像生成処理を行う。像生成処理の動作の詳細は図8を用いて後述するが、これにより撮像素子252に結像した主被写体310の像がメモリ197に生成される。
In step S <b> 1130, the
S1140においてボディCPU109は、S1130にて生成された主被写体310に合焦した画像を撮影前のプレビュー画像として表示部258に表示する。
In S1140, the
S1150においてボディCPU109は、ユーザが絞り設定スイッチ194を操作することによって絞り値が変更されたかを判断する。これは、S1140で表示部258に表示されたプレビュー画像を確認後、撮影前にユーザが絞り値を変更してから撮影する場合があるためである。ボディCPU109はすでに取得している絞り値と絞り設定スイッチ194の絞り値を比較して、絞り値が異なる場合は処理をS1050に進め、変更されていない場合はS1150に処理を進める。
In S1150, the
S1160においてボディCPU109は、レリーズスイッチ191が全部押し込まれたか(SW2がオンになったかどうか)の判断を行う。ボディCPU109はレリーズスイッチ191が全部押し込まれていないときはS1060に戻り、全部押し込まれているときはS1170に処理を進める。
In S1160, the
S1170において、ボディCPU109は撮影動作を制御すると共に、撮像素子252に結像した主被写体310の像を、公知の画像処理技術を経て画像処理部150で処理した記録画像としてメモリ197もしくは不図示の記録媒体に記録する。
In S <b> 1170, the
S1180においてボディCPU109は、S1170で生成した記録画像を表示部258に表示する。これにより、ユーザは撮影直後に主被写体310に合焦した画像を確認および取得することができる。
In S1180, the
S1190においてボディCPU109は、メインスイッチ195がOFFになったかどうかのボディCPU109が判断を行い、メインスイッチ195がOFFの場合は処理をS1040に戻し、メインスイッチ195がONの場合は一連の処理を終了する。
In S1190, the
一方、S1250においてボディCPU109は、絞り値の制限を解除する。これにより、ユーザは自分が意図する絞り値で被写体を撮影することが可能になる。
On the other hand, in S1250, the
S1260において、通常の撮影動作を行なって処理を終了する。なおS1260の動作は公知の動作でありため詳細な説明を省略する。 In S1260, a normal photographing operation is performed and the process is terminated. Since the operation in S1260 is a known operation, detailed description thereof is omitted.
(4 像生成処理の動作)
上述の像生成処理の動作について、図7を用いて説明する。なお本実施形態においては取得したLFデータはS1140においてプレビュー表示を行うために再構成画像が生成される。このため、取得面において入射した光束を再現した画像を生成するものであるから、像シフト処理を行うことなく像生成処理が行われる。
(4 Image generation processing operations)
The operation of the above-described image generation process will be described with reference to FIG. In this embodiment, a reconstructed image is generated for previewing the acquired LF data in S1140. For this reason, an image in which the incident light beam is reproduced on the acquisition surface is generated, so that the image generation process is performed without performing the image shift process.
S1610において、画像処理部150はS1640における加算処理のための領域のデータを初期化する(0で埋める)。このときのデータ領域の大きさはMLA20のマイクロレンズの数量あれば良い。
In step S <b> 1610, the
S1620からS1660はMLA20のマイクロレンズ数に基づくループを形成している。S1620において、MLA20を構成するマイクロレンズの数に応じてループ計算が実行される。例えば、図3に示した例では、元の撮像素子の画素数を25分割(瞳分割の数)した数がマイクロレンズの数となる。画像処理部150はマイクロレンズの数だけループ処理を行なうと処理をS1670に進める。
S1620 to S1660 form a loop based on the number of micro lenses of MLA20. In S1620, a loop calculation is executed according to the number of microlenses constituting the
S1630からS1660はさらに瞳分割の数に応じたループを形成している。画像処理部150は瞳分割の数だけループ処理を行うと処理をS1660に進める。即ち再び処理はS1620へ戻る。
S1630 to S1660 further form a loop according to the number of pupil divisions. When the
S1640において、画像処理部150は処理対象であるマイクロレンズに対応する画素の画素値を加算する。瞳分割の数に応じた数だけループ計算が実行されると、例えば、図3に示した例では、25個に分割されていた画素について、25個のそれぞれの瞳位置からの光束を受光した画素が加算される。また図9の例では各マイクロレンズXiについて、画素値の和Siが求められる。画素値の総和シフト量が画素の整数倍でない場合は、S1640において、適切に内分されながら加算される(重なっている面積に応じて適切に加算すれば良い)。
In step S1640, the
S1670において、呼び出し元のS1130に戻る。 In step S1670, the process returns to the calling source S1130.
以上本実施形態における一連の動作を説明した。なお本実形態では、絞り値の制限値をマイクロレンズのFナンバーと光束を受光する画素数により規定するものして説明したが、絞り値の制限値の設定方法はこれに限らない。画像解析によって得られる被写体の特徴量に基づいて制限値を設定してもよい。例えば、公知の顔検出処理で得られる顔領域の被写体距離と深度の情報に基づいて、顔領域のリフォーカスが可能な範囲で絞り値を制限することなどが考えられる。 The series of operations in the present embodiment has been described above. In this embodiment, the limit value of the aperture value is defined by the F number of the microlens and the number of pixels that receive the light beam. However, the method for setting the limit value of the aperture value is not limited to this. The limit value may be set based on the feature amount of the subject obtained by image analysis. For example, it is conceivable to limit the aperture value within a range where the refocusing of the face area is possible based on the subject distance and depth information of the face area obtained by a known face detection process.
以上説明したように、本実施形態では絞りの開口径の下限値を複数の分割瞳領域を通過した光束が通過可能にする値にすることで、再構成可能なLFデータを取得できるようにした。即ち撮影後に異なる条件の画像を生成可能なLFデータを出力することが可能になる。また本実施形態ではリフォーカス優先撮影モードに設定されているときは絞り値を再構成可能なLFデータを取得可能な絞り値に制限するようにした。これによりユーザが絞り値を増大させてLFデータを取得しようとする場合であっても撮影後に異なる条件の画像を生成可能なLFデータを出力することが可能になる。 As described above, in this embodiment, the lower limit value of the aperture diameter of the stop is set to a value that allows a light beam that has passed through a plurality of divided pupil regions to pass, so that reconfigurable LF data can be acquired. . That is, it is possible to output LF data that can generate images with different conditions after shooting. Further, in this embodiment, when the refocus priority shooting mode is set, the aperture value is limited to an aperture value that can be reconstructed LF data. This makes it possible to output LF data that can generate images with different conditions after shooting even when the user attempts to acquire LF data by increasing the aperture value.
さらに本実施形態では、絞り値を再構成可能なLFデータを取得可能な絞り値に制限した場合、ユーザに対する通知を行なうようにした。これによりユーザが絞り値を増大させた操作を行っても、ユーザは撮影後に異なる条件の画像を生成可能なLFデータが出力されることを認識することができる。 Furthermore, in this embodiment, when the aperture value is limited to an aperture value that can be reconstructed LF data, the user is notified. Thus, even when the user performs an operation with an increased aperture value, the user can recognize that LF data capable of generating an image with different conditions is output after shooting.
(実施形態2)
上述した実施形態1では、リフォーカス優先撮影モードに設定されている場合に、異なる条件の再構成画像をLFデータから生成できなくなる絞り値をユーザが設定できないように制御する方法について説明した。本実施形態では、ユーザに所望の絞り値の設定を許容した上で、ユーザの所望する絞り値に対応する画像を提示しつつ、異なる条件の再構成画像を生成可能なLFデータを記録する方法について説明する。本実施形態の説明において、デジタルカメラ100の機能構成は実施形態1と同一であるものとし、説明は省略する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment described above, a method has been described in which when the refocus priority shooting mode is set, control is performed so that the user cannot set an aperture value at which a reconstructed image with different conditions cannot be generated from LF data. In the present embodiment, a method for recording LF data capable of generating a reconstructed image under different conditions while presenting an image corresponding to a user's desired aperture value while allowing the user to set a desired aperture value Will be described. In the description of the present embodiment, the functional configuration of the
(1 絞りを設定した場合の再構成画像の生成の概要)
図11を用いて、異なる条件の再構成画像をLFデータから生成できなくなる絞り値がユーザにより設定された場合に、対応する再構成画像をLFデータから生成する原理について説明する。
(1 Outline of generation of reconstructed image when aperture is set)
The principle of generating a corresponding reconstructed image from LF data when a user has set an aperture value at which a reconstructed image with different conditions cannot be generated from LF data will be described with reference to FIG.
図11は絞り140の開口径と、撮像素子252上に結像する物体(被写体)からの光束の関係を示している。図11では、それぞれ51は物体平面を、51a、51bは物体上の適当な点を、52は撮影光学系101の瞳平面を、61、62はMLA20上の特定のマイクロレンズをそれぞれ示している。また、撮像素子252、MLA20、領域31〜35は図3で示すものにそれぞれ対応している。
FIG. 11 shows the relationship between the aperture diameter of the diaphragm 140 and the luminous flux from the object (subject) imaged on the
物体上の点51aから出射して瞳平面上の領域31及び33を通過する光束を実線で、物体上の点51bから出射して瞳平面上の領域31及び33を通過する光束を破線で図示した。図11の例では、図3にて説明したように、撮影光学系101の結像面近傍にMLA20を配置することで、撮像素子6と撮影光学系101の瞳平面52が共役の関係にある。さらに、物体平面51とMLA20が共役の関係にある。このため物体上の点51aから出た光束はマイクロレンズ61に、51bを出た光束はマイクロレンズ62に到達し、領域31から35それぞれを通過した光束はマイクロレンズ下に設けられたそれぞれ対応する画素に到達する。
Illustrated by a solid line is a light beam that is emitted from the
例えば絞り140の開口径が所定の絞り値に設定された場合、該開口径を介した被写体からの光束は、瞳平面52に矢印71で示した領域(領域32〜34の全ておよび領域31及び35の一部)を通過する光束となる。そして瞳平面52を通過した光束はMLA20の下のそれぞれ対応する画素(図3(c)では画素21〜25)に到達する。各光束を受光した画素の情報に対して像生成処理を行うことで、設定された所定の絞り値に対応した被写界深度を有する被写体像を得ることができる。
For example, when the aperture diameter of the aperture 140 is set to a predetermined aperture value, the luminous flux from the subject through the aperture diameter is the area indicated by the
一方、像シフト処理を行うことにより絞りを絞った状態と等価な再構成画像を得ることができる。所望の再構成画像の絞り値に対応した仮想的な絞りの開口径が矢印72で与えられているとする。被写体からの光束は瞳平面52では矢印72で示した領域(領域32〜34のほぼ全て)を通過する光束となる。そして該光束はMLA20の下のそれぞれ対応する画素(図3(c)では画素22〜24)に到達する。つまり、仮想的に到達した光束に対応する画素値を用いればより絞りを絞った状態と等価な再構成画像が生成される。即ち現に光束を受光した画素21〜25のうちの画素22〜24の情報を用いて再構成画像を生成することができる。よって、より大きな開口径に絞りを制限して現に取得した画素の情報を用いて、より開口径の小さな再構成画像を得ることができる。換言すれば、撮影後にユーザの設定した被写界深度に変更した再構成画像を得ることができる。
On the other hand, by performing image shift processing, a reconstructed image equivalent to a state in which the aperture is reduced can be obtained. It is assumed that a virtual aperture diameter corresponding to a desired reconstructed image aperture value is given by an
図10は実施形態2に係るリフォーカス優先撮影モードで撮影する場合の一連の処理を示すフローチャートである。以下、図10を用いて、撮影後にユーザが絞り値コントロール処理を行う場合の動作について説明する。 FIG. 10 is a flowchart showing a series of processing when shooting is performed in the refocus priority shooting mode according to the second embodiment. Hereinafter, the operation when the user performs the aperture value control process after shooting will be described with reference to FIG.
S3010からS3060、及び、S3310、S3320、S3400の動作は、それぞれ実施形態1で説明したS1010からS1060、及びS1250、S1260、S1300に対応するため、説明を省略する。 The operations from S3010 to S3060, and S3310, S3320, and S3400 correspond to S1010 to S1060, and S1250, S1260, and S1300 described in the first embodiment, respectively, and thus the description thereof is omitted.
S3070においてボディCPU109は、S3050(S1050)において比較に用いた、ユーザにより設定された絞り値をメモリ197に記憶させ、S3080に処理を進める。
In S3070, the
S3080からS3190の動作は、実施形態1で説明したS1070からS1180に対応するため、その説明を省略する。 Since the operations from S3080 to S3190 correspond to S1070 to S1180 described in the first embodiment, the description thereof is omitted.
S3200においてボディCPU109は、S3180で撮影した主被写体に合焦した撮影画像に対して、被写界深度を変更するのかどうかのユーザからの入力を指示を待つ。具体的には、主被写体310に合焦した画像を表示部258に表示すると共に、例えば「絞り値の変更を行いますか?」等の表示を行って、ユーザが被写界深度を変更するかどうかの確認を行う。このとき「Yes」および「No」の表示等を行い、選択スイッチ192等により「Yes」という表示が選択された場合、S3210に処理を進める。一方、「No」という表示が選択された場合、ボディCPU109はS3290に処理を進める。
In step S3200, the
S3210においてボディCPU109は、S3070にてメモリ197に記憶させた、ユーザにより設定された絞り値を取得する。
In step S3210, the
S3220においてボディCPU109は、ユーザにより設定された絞り値が小絞り側の制限値を超えているかを判断する。該制限値を超えていると判断したときは、S3220に処理を進め、該制限値を超えていないと判断したときは、処理をS3500に進める。S3500においてボディCPU109は、ユーザが絞り設定スイッチ194にて入力した絞り値を取得すると、S3230に処理を進める。
In S3220, the
S3230においてボディCPU109は、ユーザにより設定された絞り値あるいはS3500において取得した絞り値を用いて、該絞り値に対応する再構成画像を生成するため各マイクロレンズ位置に対して像シフト処理を行う。像シフト処理の動作を図8に示す。ボディCPU109は、処理をS1710に進め、画像処理部150に像シフト処理を実行させる。
In step S3230, the
S1710からS1760はループを形成し、瞳分割の数に応じた数だけループ計算が実行される。例えば、図3に示した例では、瞳領域は25個に分割されていたので、25個のそれぞれの瞳位置に応じた計算がなされる。図9を用いて説明したように、再構成画像の生成においては同じ再構成面であっても入射角度が異なると像をシフトさせる量が異なる。瞳分割の数に応じたループの処理は、各入射角度に応じて各画素のシフト量を計算するためのものである。 S1710 to S1760 form a loop, and the loop calculation is executed by the number corresponding to the number of pupil divisions. For example, in the example shown in FIG. 3, the pupil region is divided into 25 areas, so that calculations are performed according to the 25 pupil positions. As described with reference to FIG. 9, in the generation of a reconstructed image, the amount of image shift differs when the incident angle is different even on the same reconstructed surface. The loop processing according to the number of pupil divisions is for calculating the shift amount of each pixel according to each incident angle.
S1710では、画像処理部150は処理が瞳分割の数分行われたかを判定し、処理回数が瞳分割の数より少ないときは処理をS1730に進め、処理回数が瞳分割の数に達したときは処理をループを終了してS1770に処理を進める。
In step S1710, the
S1720において画像処理部150は、瞳位置情報を取得する。瞳位置情報は、撮像素子252上の各画素とMLA20との対応関係が保存されており、各画素がどの分割瞳領域の光線を受光しているかを示す情報である。
In step S1720, the
S1730において画像処理部150は取得した瞳位置情報に基づいて現在処理対象となっている各分割瞳領域での像シフト量を計算する。
In step S <b> 1730, the
S1740では、S1730の情報を元に同じ入射角の光線を得ている(同じ分割瞳領域からの光線を得ている)画素をシフトさせる。同じ入射角の光線を得ている画素は例えば図3(b)の25aと25bが該当する。このような画素がMLA20を構成するマイクロレンズの数だけ存在している。
In S1740, pixels that have obtained light rays having the same incident angle (obtained light rays from the same divided pupil region) are shifted based on the information in S1730. For example,
S1760において画像処理部150は、呼び出し元のS3230に処理を戻す。
In step S1760, the
S3240において画像処理部150は、S3230においてシフトされた画素を用いて、像生成処理を動作させる。これにより、ユーザが設定した絞り値によって得られる被写界深度の再構成画像が生成される。
In S3240, the
S3250においてボディCPU109は、S3240にて生成された再構成画像をプレビュー画像として表示部258に表示する。
In S3250, the
S3260においてボディCPU109は、表示した再構成画像に対するユーザからの入力を待つ。具体的には、表示部258に表示している、被写界深度を変更した画像と共に、例えば「この被写界深度でよろしいですか?」等の表示を行って、ユーザが望んでいた被写界深度を有する画像が得られたどうかの確認を行う。この時、さらに「OK」と「キャンセル」の表示等があり、ユーザにより「OK」選択された場合、ボディCPU109はユーザが望んでいた被写界深度を有する画像が得られたと判断して、S3270に処理を進める。一方、ユーザにより「キャンセル」が選択された場合、ユーザが望んでいた被写界深度を有する画像が得られなかったと判断して、S3600に処理を進める。
In step S3260, the
S3270においてボディCPU109は、生成した再構成画像をメモリ197や不図示の記録媒体に保存するかどうかの確認を行う。具体的には、ボディCPU109は表示部258に再構成画像を表示すると共に、例えば「保存しますか?」等の表示を行って再構成画像を保存するかどうかの確認を行う。このとき、さらにボディCPU109は「する」と「しない」の表示をさせ、ユーザにより「する」が選択された場合、S3280に処理を進める。一方、ボディCPU109は、ユーザにより「しない」が選択された場合、処理をS3700へ進める。
In step S3270, the
S3280においてボディCPU109は、再構成画像をS3180にて記録した主被写体310に合焦した画像の名前とは別の名前でメモリ197や不図示の記録媒体に保存して、処理をS3290へ進める。
In S3280, the
S3290においてボディCPU109は、S1190同様の処理を行い、一連の動作を終了させる。
In S3290, the
一方、S3600においてボディCPU109は、ユーザが絞り設定スイッチ194を操作して絞り値を変更したかどうかを判定する。ボディCPU109が設定スイッチ194による信号から絞り値が変更されたと判定した場合は、S3230に戻って、一連の動作を繰り返す。一方、絞り値が変更されていないときは再びS3600に処理を戻してユーザのよる入力を待つ。また、S3700においてボディCPU109は、S3240にてメモリ197に生成した再構成画像を消去して、S3290へ進める。
On the other hand, in S3600, the
なお、実施形態2では撮影後にユーザに被写界深度の変更有無を確認してから該処理の実行を行っている。しかし例えばユーザの設定した絞り値が制限値よりも小絞り側である場合には、撮影後に自動的に被写界深度を変更するような撮影モードを設定すれば、ユーザの利便性はさらに向上し得る。本発明ではデジタルカメラ100とレンズ102が着脱可能であるとしたが、これに限定せず、デジタルカメラ100とレンズ102が一体化しているデジタルカメラでも上記で説明したのと同様な効果が得られることは言うまでもない。
In the second embodiment, the process is executed after confirming whether the user has changed the depth of field after shooting. However, for example, when the aperture value set by the user is smaller than the limit value, the user convenience is further improved by setting a shooting mode that automatically changes the depth of field after shooting. Can do. In the present invention, the
以上説明したように、本実施形態においては、絞りの開口径の下限値を複数の分割瞳領域を通過した光束が通過可能にする値にすることで、再構成可能なLFデータを取得し、ユーザによる指示に基づいて再構成画像の生成を行った。これにより、撮影時にユーザが所定の絞り値を超えて絞り値を増大させた場合であってもユーザの所望の再構成画像を生成できる。 As described above, in the present embodiment, reconfigurable LF data is acquired by setting the lower limit value of the aperture diameter of the diaphragm to a value that allows the light beam that has passed through the plurality of divided pupil regions to pass through. A reconstructed image was generated based on an instruction from the user. Thereby, even when the user increases the aperture value beyond the predetermined aperture value at the time of shooting, the user's desired reconstructed image can be generated.
(その他の実施形態)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
(Other embodiments)
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
100…デジタルカメラ、109…ボディCPU、140…絞り、141…絞り駆動部、196…モードスイッチ、252…撮像素子、258…表示部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記画素信号の撮影にあたり絞りの開口径の下限値を、複数の分割瞳領域を通過した光束が開口を通過可能な値に制御する制御手段と、
前記絞りの開口径を変更する変更手段と、を有し、
前記変更手段は、異なる複数の条件の再構成画像を生成可能な画素信号を出力するための撮影モードが設定された場合において、ユーザにより前記下限値を下回る絞りの開口径が設定された場合に、前記絞りの開口径を前記下限値に変更する、ことを特徴とする撮像装置。 An image pickup apparatus that outputs a pixel signal that records a light flux that has passed through each of the divided pupil regions and that can generate a reconstructed image focused on any of a plurality of subject distances,
Control means for controlling the lower limit value of the aperture diameter of the diaphragm for photographing the pixel signal to a value at which the light flux that has passed through the plurality of divided pupil regions can pass through the aperture ;
Changing means for changing the aperture diameter of the diaphragm,
In the case where a photographing mode for outputting a pixel signal capable of generating a reconstructed image with a plurality of different conditions is set, the changing means is set when the aperture diameter of the diaphragm that is lower than the lower limit value is set by the user. An imaging apparatus , wherein the aperture diameter of the diaphragm is changed to the lower limit value .
前記撮像手段により出力された前記画素信号から再構成画像を生成する生成手段をさらに有することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 Imaging means for performing imaging and outputting the pixel signal;
The imaging apparatus according to claim 1 or 2, characterized by further comprising a generating means for generating a reconstructed image from the pixel signal outputted by the imaging means.
前記表示手段は、ユーザにより前記下限値を下回る絞りの開口径が設定されて撮影が行われた場合に、前記設定された開口径に対応する再構成画像を撮影後に表示することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 Further comprising display means for displaying the reconstructed image generated by the generating means;
The display means displays a reconstructed image corresponding to the set aperture diameter after shooting when the user sets a diaphragm aperture diameter lower than the lower limit value and performs shooting. The imaging device according to claim 4 .
制御手段が、前記画素信号の撮影にあたり絞りの開口径の下限値を、複数の分割瞳領域を通過した光束が開口を通過可能な値に制御する制御工程と、
変更手段が、前記絞りの開口径を変更する変更工程と、を有し、
前記変更工程では、異なる複数の条件の再構成画像を生成可能な画素信号を出力するための撮影モードが設定された場合において、ユーザにより前記下限値を下回る絞りの開口径が設定された場合に、前記絞りの開口径を前記下限値に変更する、ことを特徴とする撮像装置の制御方法。 A method of controlling an imaging apparatus that outputs a pixel signal that records a light flux that has passed through each of divided pupil regions and that can generate a reconstructed image focused on one of a plurality of subject distances. ,
A control step in which the control means controls the lower limit value of the aperture diameter of the diaphragm when photographing the pixel signal to a value at which the light beam that has passed through the plurality of divided pupil regions can pass through the aperture ;
A changing step of changing the aperture diameter of the diaphragm,
In the changing step, when a photographing mode for outputting a pixel signal capable of generating a reconstructed image having a plurality of different conditions is set, and when an aperture diameter of the diaphragm lower than the lower limit value is set by the user A method for controlling an imaging apparatus , wherein the aperture diameter of the diaphragm is changed to the lower limit value .
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