JPH04324769A - 画像取り込みシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像取り込みシステムに
関し、特に、目的に応じた長焦点深度の画像を取り込む
システムにおいて、合焦点位置の異なる画像を入力する
手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】合焦点位置の異なる画像を入力する手段
は、本出願人によって先に出願された特開平１−３０９
４７８号及び特開平２−１９２２７６号に開示されてい
る。

【０００３】これらで開示されている合焦点位置の異な
る画像を入力する手段は複数のビームスプリッターと撮
像素子との組合せて複数の焦点距離を有するフレネルレ
ンズを用いて撮像するかあるいは、１撮像ごとにレンズ
のフォーカスを変えながら撮像しビデオプロセス部で累
積加算する等がある。また、１撮像期間中にレンズのフ
ォーカスを連続して移動させながら撮像する方法もある
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の２つの
先行技術においては、フォーカス点が構成上離散的に固
定となってしまい、対象被写体の位置関係がフォーカス
点の位置関係とずれた場合、十分な効果が得られないと
いう問題がある。

【０００５】また、特開平２−１９２２７６号において
は、フォーカス点を連続して移動させるかあるいは任意
のフォーカス点での画像を撮像して、該当被写体全てに
フォーカスの合ったあるいは任意の被写界深度を持った
画像を撮像、表現できる。しかし、１画面を構成するた
めの時間が累積加算の回数分かかる問題が生じ、動きの
有る被写体や、手持ち撮影等、振れの有る場合は動き補
償を行ったりする必要が生じる問題がある。

【０００６】また、１撮像期間中にレンズのフォーカス
点を連続して移動させながら撮像する方法は、高速でレ
ンズ駆動させる必要があり、消費電力、コストの増加、
制御が大変になる問題がある。

【０００７】本発明の画像取り込みシステムはこのよう
な課題に着目してなされたもので、その目的とするとこ
ろは、電気的に静的にフォーカス点を連続的に可変制御
するか、あるいは任意の複数のフォーカス点を選択制御
して、任意の被写界深度を有する、あるいはフォーカス
点の異なる複数の被写体にフォーカスの合った画像を同
時に撮像可能な画像取り込みシステムを提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の画像取り込みシステムは、印加電圧に応
じて入射光に対して所定の光学特性を示す一対の電気光
学素子と、この一対の電気光学素子からの像光を受光す
る撮像手段と、この撮像手段の１撮像期間中に被写体情
報に基づいて印加電圧を変えて前記一対の電気光学素子
の光学特性を変化させる電圧制御手段と、前記撮像手段
からの画像信号から合焦成分の適当な周波数帯域を抽出
するフィルタリング手段とを具備するものである。

【０００９】

【作用】すなわち、本発明においては、１撮像期間中に
被写体情報に基づいて一対の電気光学素子への印加電圧
を変えて光学特性を変化させるものである。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の画像取り込み
システムの一実施例を説明する。図１は本発明の画像取
り込みシステムのブロック図である。図中、各構成はシ
ステムコントローラ１３で制御されＳＳＧ（シンクシグ
ナルジェネレータ）１４からのタイミングクロックによ
り駆動される。

【００１１】本願の特徴である一対の電気光学素子４ａ
、４ｂは本実施例では例えば液晶である。ＬＣドライバ
９はシステムコントローラ１３からの複屈折特性制御命
令を受けると、ＳＳＧ１４からの制御スタートのタイミ
ング信号に同期させて、一対の電気光学素子４ａ、４ｂ
への印加電圧を制御する。

【００１２】ＳＳＧ１４及びシステムコントローラ１３
は、前記一対の電気光学素子４ａ、４ｂの複屈折特性の
特性変更あるいは設定が完了した後、ＣＣＤドライバー
１０へ撮像のための制御並びに駆動クロック信号を送信
する。これにより、ＣＣＤ５の撮像並びに読みだしが行
われる。

【００１３】読みだされた信号は、Ｓ／Ｈ回路６、プリ
アンプ８を介して、Ａ／Ｄコンバ−タ８によってデジタ
ルデ−タに変換されてバッファメモリ１１に一時的に記
憶される。このデ−タはバッファメモリ１１から適宜、
デジタルビデオプロセス部１２に読みだされる。デジタ
ルビデオプロセス部１２は色分離や変換処理、補正処理
（γ補正、ＷＢ、ゲインコントロール、アパーチャ補正
等）を施す。処理されたデ−タはフレ−ムメモリ１６に
記憶される。ここで、メモリコントロ−ラ１７はシステ
ムコントロ−ラ１３からの制御信号及びＳＳＧ１４から
のタイミング信号に基づいてフレ−ムメモリ１６を制御
するものである。

【００１４】回復処理部１５は撮像した画像データから
合焦成分の適当な周波数帯域を抽出するための空間周波
数フィルターで構成され、撮像時に周波数の高い合焦成
分と周波数の低いボケとが重なって撮像された被写体の
合焦成分を抽出して、どちらの被写体にもピントの合っ
た画像データを生成する。

【００１５】本実施例では、撮像した画像信号はモニタ
ーに表示されると共に、Ｉ／Ｆ１８、１９を介してマル
チメディアファイリングシステム２０に転送され、処理
、記録等がなされる。もちろん、記録媒体（ＨＤ、ＭＯ
、ＦＤ、メモリーカード等）に直接記録する構成にして
も良いし、ＩＳＤＮ、ＩＳＤＢ、ＩＮＳ、ＲＡＮ等の通
信回線を用いて遠隔地へ画像データを転送しても良い。

【００１６】また本実施例ではデータ圧縮部（ＡＤＣＴ
、ＡＤＰＣＭ、ＡＶＱ等）が明示されていないが、受信
側の要求に応じてデータ圧縮部で適当な圧縮率、フォー
マットで圧縮された画像データを受信側に送ることが可
能である。また、送受信の転送レートによってはデ−タ
をフレームメモリーに一時記憶して、転送レートに合わ
せて順次データを読み出すこともできる。図２は上記の
一対の電気光学素子４ａ、４ｂの構成の一例である。 一対の電気光学素子４ａ、４ｂは各々、第１、第２のネ
マチック液晶で構成されている。

【００１７】各電気光学素子４ａ、４ｂは透明電極を張
り付けた薄いガラス板で前記液晶を挟み込むように構成
されており、該電極間に適当な電圧を印加することで、
液晶の配列を制御する。各々のネマチック液晶は互いに
液晶の配向が正反対（面対称）となるように張り合わさ
れる。張り合わされた側の透明電極を共通電極とし、例
えば接地させる。そして各々、逆側の電極を接続し、同
じ制御電圧Ｖを印加させるようにする。

【００１８】図３（ａ）はＶａ　＝０の時の一対の電気
光学素子４ａ、４ｂの光学特性を示し、図３（ｂ）はＶ
ａ　＝Ｖ１　の時の光学特性を示す。図において、Ｖ＝
０の時は液晶の配向は図３（ａ）の様になり、電気光学
素子は複屈折を生じない。又、Ｖａ＝Ｖ１　の時は液晶
は図３（ｂ）の様に各々θ１　だけ配向する。すると入
射光中、常光はほとんど屈折せずに直進するが、異常光
は分子の長軸方向に沿って屈折率ｎで屈折し進路が曲げ
られる。 すなわち、レンズ系２１から第１の電気光学素子４ａに
入射した光は、第１の厚さＤの電気光学素子で液晶の配
向により常光と異常光とに分離され、その屈折率の差か
ら射出する際にｄだけ位置がずれて射出される（液晶の
複屈折性）。従って、異常光は常光に比べて１／ｃｏｓ
　θ１　だけ光路長が長くなる。

【００１９】第１の電気光学素子４ａから２重光像とな
って射出した光像は偏波面を保存したまま（直線偏向）
、第２の電気光学素子４ｂに入射する。第２の電気光学
素子４ｂでは第１の電気光学素子４ａの場合と同様の過
程をたどるが、第１の電気光学素子４ａとは配向が正反
対であるため、複屈折性により異常光は常光の方へ集束
してゆき、射出する際には常光と異常光との位置ずれは
無くなる。すなわち、これら一対の電気光学素子４ａ，
４ｂを通過する間に像光は常光と異常光とに分離してト
ータルで、Ｄ・（２／ｃｏｓ　θ１　−１）だけ光路長
がずれて撮像面に入射することになる。換言すれば、フ
ォーカス位置がｆａ　＝ｆ１　＝Ｄ・（２／ｃｏｓ　θ
１　−１）だけずれた２つの被写体に焦点の合った画像
が撮像されることになる。この場合、同時に各々の被写
体のボケ成分も重畳されている。このボケ成分は回復処
理部１５でフィルタリングされて各々の合焦成分が抽出
される。このように、Ｖａ　を可変するとｆａ　も連続
的に変化する。図４は本願の第１実施例を説明するため
のフロ−チャ−トである。

【００２０】撮像開始に先だって、まず、測光センサー
１からの情報とＡＦセンサ２からのフォーカス情報とに
よりシステムコントロ−ラ１３がレンズのＡＦ制御並び
に絞り制御を行う。

【００２１】ＬＣドライバ９はレンズ情報並びにシステ
ムコントロ−ラ１３からのレンズの焦点距離ｆ、絞り値
Ｆの情報を元に被写界深度を演算し、ｆａ　がそのおよ
そ２倍となるようにＶａ　を前記一対の電気光学素子４
ａ，４ｂに印加する。

【００２２】ＳＳＧ１４およびシステムコントローラ１
３は前記一対の電気光学素子４ａ，４ｂの複屈折特性の
変更、あるいは設定が完了した後、ＣＣＤドライバー１
０へ撮像の為の制御信号並びに駆動クロックを送信する
。これによって、ＣＣＤ５の撮像並びに読みだしが行わ
れる。以下前出の過程で画像信号は処理される。

【００２３】本実施例では被写界深度を例えばおよそ２
倍まで深くすることが出来る。本実施例をマクロ撮影や
顕微鏡撮影の様な被写界深度の非常に浅い撮影に用いる
とより効果的である。又、被写界深度の倍率（ｋ）を撮
影者がマニュアルセットしてもよい。図５は本願の第２
実施例を説明するためのフロ−チャ−トである。

【００２４】本実施例では、まず撮影者がフォーカスを
合わせたい複数の被写体にフォーカスロックして距離と
測光データを記憶する。被写体が２点の時は各被写体の
ｆ値のずれを演算し、その値に相当するｆａ　となるよ
うにＶａ　を設定し前記一対の電気光学素子４ａ，４ｂ
を制御する。

【００２５】また、被写体が３点以上となるときは各点
のｆ値のずれを求め、更に第１実施例と同様にレンズの
情報からレンズの被写界深度を求め、出来る限り多くの
被写体が常光と異常光のフォーカスポイント並びにその
被写界深度内に入る様に常光と異常光のフォーカスポイ
ント並びにｆａ　（Ｖａ　）を設定する。本実施例では
ＡＥ動作もマルチポイントＡＥ動作をしており、以下は
前記したとおりである。本実施例では単に被写界深度を
約２倍に深くするだけではカバーできない、互いの位置
がさらに離れた複数の対象にもピントの合った画像が取
り込める。更に、例えば近景と遠景にピントが合い、中
間景がぼけるというような特殊な画像を撮像することも
できる。図６は本発明の第３実施例を説明するためのフ
ロ−チャ−トである。

【００２６】本実施例ではまず撮影者がメインの被写体
にフォーカスを合わせ、撮影を開始する。このときメイ
ンの被写体のフォーカスポイントに常光のフォーカスポ
イントを一致させる。本実施例では先に撮像が開始され
る。撮像開始と同時に電圧制御部はＶａ　を０から連続
的に変えてゆく。後は前記と同様の過程で信号処理が行
われる。

【００２７】本実施例ではメインの被写体は常光にて露
光期間中、合焦状態を保つためコントラストの高い画像
が得られる。そして露光期間中、連続してフォーカスポ
イントが変化する異常光成分によりメインの被写体の前
景が低いコントラストでかつピントの合った画像として
メインの被写体に重畳された画像が得られる。又、ポー
トレート等メインの被写体を強調しながら前景の花等の
ピントの合ったアクセサリーを控え目に写しこむという
ような特殊効果が得られる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は電気的に静的にフォーカス点を
連続に可変制御、あるいは任意の複数のフォーカス点を
選択制御出来る。さらに、一撮像（露光）中に可変制御
ができるので、その結果、任意の被写界深度を有する、
あるいはフォーカス点の異なる複数の被写体にフォーカ
スの合った画像を短時間で同時に撮像出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像取り込みシステムのブロック図。

【図２】図１の電気光学素子の一構成図。

【図３】図３（ａ）、（ｂ）は電圧印加に伴って変化す
る電気光学素子の光学特性を示す図。

【図４】本発明の第１の実施例を説明するためのフロ−
チャ−ト。

【図５】本発明の第２の実施例を説明するためのフロ−
チャ−ト。

【図６】本発明の第３の実施例を説明するためのフロ−
チャ−ト。

【符号の説明】

１、２…測光センサ、３…レンズ絞りドライバ、４ａ，
４ｂ…電気光学素子、５…ＣＣＤ、６…Ｓ／Ｈ、７…プ
リアンプ、８…Ａ／Ｄ、９…ＬＣドライバ、１０…ＣＣ
Ｄドライバ、１１…バッファメモリ、１２…デジタルメ
モリプロセス部、１３…システムコントロ−ラ、１４…
ＳＳＧ、１５…回復処理部、１６…フレ−ムメモリ、１
７…メモリコントロ−ラ、１８、１９…Ｉ／Ｆ、２０…
マルチメディアファイリングシステム、２１…レンズ系
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印加電圧に応じて入射光に対して所定の光
   学特性を示す一対の電気光学素子と、この一対の電気光
   学素子からの像光を受光する撮像手段と、この撮像手段
   の１撮像期間中に被写体情報に基づいて印加電圧を変え
   て前記一対の電気光学素子の光学特性を変化させる電圧
   制御手段と、前記撮像手段からの画像信号から合焦成分
   の適当な周波数帯域を抽出するフィルタリング手段と、
   を具備することを特徴とする画像取り込みシステム。
2. 【請求項２】前記一対の電気光学素子は、互いに双方の
   光学特性を相殺するように配置され並びに制御されるこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像取り込みシステム。