JPWO2011158498A1 - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
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Abstract
Description
焦点位置の異なる3枚の画像を同時に撮影するため、図13のように3つの撮像センサ23〜25及び分光プリズム20、21を用いており、装置が大型化しかつ高精度な調整が必要となる。この特性は商品のコスト面からコンシューマー向けカメラには大きな課題となる。また、3つのカメラの焦点位置は固定となるため、測定対象の画像倍率(ズーム率)や測定レンジを動的に変更することが困難で、カメラとしての利用シーンに制限が発生してしまう。
被写体の距離によるボケ方の差を顕著にするために図14のような形状の符号化絞りを用いているが、図14から明らかなように、この符号化絞りでは開口を絞り込む必要があり、必然的に撮像面に結像する光線の光量が開放絞りに対して大きく減少してしまう。すなわち、カメラとしての撮影感度が大きく低下してしまう。
距離推定のために、焦点距離の異なる3枚の画像から(式1)に示す評価関数を作り、距離の値(v)を変えながら評価関数を繰り返し演算し、評価関数の最小化を行なっている。このような推定型の繰り返し演算は一般的に演算コストがかかるため、特にコンシューマー向けカメラでは評価関数を使わずに確定的に距離が算出できるような演算方法が望ましい。
図1は、本発明の実施の形態1における撮像装置のブロック図を示したものである。
12 センサ駆動部
13 センサ駆動制御部
14 画像取得部
15 全焦点画像生成部
16 ボケ量算出部
17 距離マップ生成部
31 被写体
32 絞り
33 レンズ
34 位置1でのイメージセンサ
35 位置2でのイメージセンサ
51 画像領域(i,j)の切り出し範囲
52 画像領域(i,j+1)の切り出し範囲
60 マイクロコンピュータ
64 CPU
65 画像メモリ
Claims (10)
- 被写体の画像から、撮像装置から前記被写体までの距離を示す距離マップを生成する撮像装置であって、
撮像面で受光した光を画素毎に電気信号に変換して出力するイメージセンサと、
前記イメージセンサの光軸方向の位置を任意に変更するセンサ駆動部と、
前記イメージセンサで撮影された画像を取得し、取得した画像を保持する画像取得部と、
互いに異なる撮像位置の複数の画像を撮影するように、前記センサ駆動部及び前記画像取得部の動作を制御するセンサ駆動制御部と、
前記画像取得部が取得した画像のうちの一の画像から、当該一の画像の全領域にわたり合焦している全焦点画像を生成する全焦点画像生成部と、
前記画像取得部で取得した画像のうちの他の画像と前記全焦点画像生成部で生成した全焦点画像から、前記他の画像の各画像領域でのボケ量を算出するボケ量算出部と、
前記ボケ量算出部が算出した前記他の画像の各画像領域のボケ量と、レンズの焦点距離を含む前記撮像装置の光学的係数値とから、各画像領域における前記撮像装置と前記被写体との距離を算出し、算出した前記距離を各画像領域における画素値で示す距離マップを生成する距離マップ生成部と
を備える撮像装置。 - 前記センサ駆動制御部は、前記画像取得部が、被写体の近端に焦点位置を定めた近端画像、被写体の遠端に焦点位置を定めた遠端画像、及び前記遠端から近端まで連続して移動しながら露光して撮影したスイープ画像の3種類の画像を取得するように、前記センサ駆動部及び前記画像取得部を制御する
請求項1記載の撮像装置。 - 前記センサ駆動制御部は、前記画像取得部が、前記近端画像、前記スイープ画像、前記遠端画像の順、又は、前記遠端画像、前記スイープ画像、前記近端画像の順に連続的に3枚の撮影画像を取得するように、前記センサ駆動部及び前記画像取得部を制御する
請求項1記載の撮像装置。 - 前記イメージセンサの像側に配置された光学系は、スイープしても像の大きさが変わらない像側テレセントリック性の光学特性を有する
請求項1記載の撮像装置。 - 前記ボケ量算出部は、前記イメージセンサの像側に配置された光学系の特性を、ガウシアンモデルと仮定して、各画像領域のボケ量を算出する
請求項1記載の撮像装置。 - 前記ボケ量算出部は、前記イメージセンサの像側に配置された光学系の特性を、ピルボックスモデルと仮定して、各画像領域のボケ量を算出する
請求項1記載の撮像装置。 - 前記ボケ量算出部は、前記イメージセンサの前段に配置された光学系の特性を、予め実測した前記光学系のPSF(点像分布関数)特性と仮定して、当該PSF特性に基づいて、各画像領域のボケ量を算出する
請求項1記載の撮像装置。 - 撮像装置で撮影された被写体の画像から、当該撮像装置から前記被写体までの距離を示す距離マップを生成する撮像方法であって、
互いに異なる撮像位置で撮影された複数の画像を取得する画像取得ステップと、
前記複数の画像のうちの一の画像から、当該一の画像の全領域にわたり合焦している全焦点画像を生成する全焦点画像生成ステップと、
前記複数の画像のうちの他の画像と前記全焦点画像から、前記他の画像の各画像領域でのボケ量を算出するボケ量算出ステップと、
前記他の画像の各画像領域のボケ量と、レンズの焦点距離を含む前記撮像装置の光学的係数値とから、各画像領域における前記撮像装置と前記被写体との距離を算出し、算出した前記距離を各画像領域における画素値で示す距離マップを生成する距離マップ生成ステップと
を含む撮像方法。 - 請求項8記載の撮像方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行させるための、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラム。
- 請求項1記載の撮像装置に備えられる画像取得部、全焦点画像生成部、ボケ算出部および距離マップ生成部を実装した集積回路。
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