JP2021081611A - 撮像装置、撮像装置の制御方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1実施形態に係る撮像装置100の機能構成を説明する図である。撮像装置100は、撮像光学系10、撮像素子11、制御部12、計測部13、画像処理部14、記憶部15、入力部16、表示部17、通信部18、センサ19を備える。なお、以下では、撮像光学系10の光軸103と平行な方向(図1の左右方向)をz方向または深度方向とする。光軸103と直交し、撮像素子11の垂直方向と平行な方向をx方向(図1の上下方向)とする。光軸103およびx軸と直交し、撮像素子11の水平方向と平行な方向をy方向とする。
ステップS301で、レンズ駆動情報取得部130は、合焦時のレンズ駆動情報を取得する。具体的には、レンズ駆動情報取得部130は、合焦動作によって撮像光学系10内に設置されたフォーカシングレンズ102を駆動した際の駆動量を制御部12から取得する。ここでレンズ駆動情報取得部130が取得するフォーカシングレンズ102の駆動量は、例えば、フォーカシングレンズ102をステッピングモーター等の駆動装置で駆動した際の駆動パルス数である。なお、パルス数は絶対値であっても相対値であってもよく、取得するパルス値に合わせて以降の処理を実行することができる。
第1実施形態では、AF動作等で合焦した被写***置における一つの距離を出力する態様について説明した。本実施形態では、撮像面で測距を行うことで撮影画像と同様の領域の深度画像を出力する態様に対して本発明を適用する例を説明する。
ΔL=K×d・・・(式1)
深度生成部241は、算出したデフォーカス量を画素値とする2次元情報を構成し、深度画像として不図示のメモリに格納する。
1/A+1/B=1/F・・・(式2)
ここで、Aは被写体から撮像光学系10の主点までの距離(被写体距離)、Bは撮像光学系10の主点から像側の被写体距離、Fは撮像光学系10の焦点距離を表す。レンズの公式において、Bの値がステップS304で算出した像側の被写体距離である。像側の被写体距離Bと撮像時の焦点距離Fの設定に基づいて、物側の被写体距離Aを算出することができる。
深度生成部241で生成したデフォーカス量を用いない場合は、ステップS301で取得した合焦時の像面距離とステップS303で取得した撮像装置200の姿勢に伴うデフォーカス量を用いて、補正後の像面距離を算出する。
第1実施形態および第2実施形態では、被写体までの距離を補正する例について説明した。しかしながら、被写体までの距離以外にも撮像装置の姿勢変化に伴うズレが生じる。例えば、撮像装置の姿勢変化に伴い、撮像光学系10内のレンズ取り付け時に生じる間隙等に起因するレンズ間隔の変化により、撮像光学系10の焦点距離の微小変化が生じる。焦点距離の微小変化は通常の撮影に支障をきたすものではないが、撮影倍率の算出にも誤差を生じさせる。また、第2実施形態における撮像素子20のような構成での深度画像生成において、式2における焦点距離をより正確な値にすることにより、被写体距離をより正確に算出することが可能となる。そこで本実施形態では、焦点距離および撮影倍率を補正する処理について説明する。
第1実施形態〜第3実施形態では、被写体距離や焦点距離といった1次元情報の補正に関して説明したが、本実施形態では撮像装置100の姿勢変化に伴う2次元情報の補正に関して述べる。撮像装置100の姿勢変化により、撮像光学系10中のレンズに傾きが生じた場合、像面のボケ量分布に応じて撮影した画像に片ボケが生じる場合がある。そこで、補正情報として、撮像装置100の姿勢変化に応じた像面の各位置におけるボケ量またはデフォーカス量を予め計測し、記憶部15に保存しておく。撮像装置100の姿勢変化に応じた補正情報を用いることで、撮影時の撮像装置100の姿勢を検出することだけで画像中のどの領域にどれだけのボケが生じるかの情報を取得することができる。そして、撮影画像中の領域ごとにボケに対応したシャープネスフィルタを適用することで、撮影画像の片ボケの影響を軽減することが可能となる。また、補正情報として、撮像装置100の姿勢変化に応じた補正用のフィルタを予め保存するようにしてもよい。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
10 撮像光学系
11 撮像素子
12 制御部
13 計測部
130 レンズ駆動情報取得部
131 姿勢検出部
132 補正情報取得部
133 補正部
14 画像処理部
15 記憶部
19 センサ
Claims (13)
- 撮影時の計測値を取得する計測手段と、
前記撮影時の撮像装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
検出した前記撮像装置の姿勢に応じて、前記撮像装置の姿勢に起因する前記撮像装置の内部の状態変化による計測値の誤差を補正するための補正情報を取得する補正情報取得手段と、
前記補正情報に基づいて前記撮影時の計測値を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記計測値は、被写体距離に対応するフォーカシングレンズの駆動量であり、
前記補正情報は、前記撮像装置の姿勢に応じたフォーカシングレンズの駆動量の変化量であり、
前記補正手段は、補正後のフォーカシングレンズの駆動量に基づいて被写体距離を算出することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記計測値は、撮像光学系の主点から像面までの像面距離であり、
前記補正情報は、前記撮像装置の姿勢に応じたデフォーカス量の変化量であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記計測値は、撮像光学系の主点から像面までの像面距離であり、
前記補正情報は、前記撮像装置の姿勢に応じたデフォーカス量の変化量であり、
前記補正手段は、前記像面距離と前記デフォーカス量の変化量に基づいて被写体距離を算出することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 前記計測値は、撮像光学系の焦点距離であり、
前記補正情報は、前記撮像装置の姿勢に応じた撮像光学系の焦点距離の変化量であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記計測値は、撮像画像のボケ量分布であり、
前記補正情報は、前記撮像装置の姿勢に応じた撮像画像の領域ごとのボケ量であり、
前記補正手段は、前記補正情報に基づいて前記撮像画像に生じるボケを領域ごとに補正することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 被写体距離および焦点距離に基づいて撮影倍率を算出する倍率算出手段を更に備え、
前記計測手段は、前記計測値としてフォーカシングレンズの駆動量および焦点距離を取得し、
前記補正情報取得手段は、前記補正情報として撮影時の前記撮像装置の姿勢に応じたフォーカシングレンズの駆動量の誤差を補正するための情報および焦点距離の誤差を補正するための情報を取得し、
前記補正手段は、前記補正情報に基づいて前記計測値を補正して、補正後のフォーカシングレンズの駆動量に基づいて被写体距離を算出し、
前記倍率算出手段は、前記補正手段が算出した被写体距離および撮影倍率に基づいて撮影倍率を算出することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記倍率算出手段が算出した前記撮影倍率と像面における被写体像の寸法から被写体寸法を算出する寸法計測手段を更に備えることを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
- 前記補正情報は、前記撮像装置の姿勢に応じたテーブルまたは前記撮像装置の姿勢を変数とする関数の係数として記憶手段に保存されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記姿勢検出手段が検出する前記撮像装置の姿勢は、前記撮像装置の基準姿勢に対するロール・ピッチ・ヨー方向の角度のいずれかであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 撮影時のフォーカシングレンズの駆動量を取得する計測手段と、
前記撮影時の撮像装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
検出した前記撮像装置の姿勢に応じて、前記撮像装置の姿勢に起因する前記撮像装置の内部の状態変化によるフォーカシングレンズの駆動量の誤差を補正するための補正情報を取得する補正情報取得手段と、
前記補正情報に基づいて前記撮影時のフォーカシングレンズの駆動量を補正し、補正したフォーカシングレンズの駆動量に基づいて被写体距離を算出する補正手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。 - 撮像装置の制御方法であって、
撮影時の計測値を取得する工程と、
前記撮影時の撮像装置の姿勢を検出する工程と、
検出した前記撮像装置の姿勢に応じて、前記撮像装置の姿勢に起因する前記撮像装置の内部の状態変化による計測値の誤差を補正するための補正情報を取得する工程と、
前記補正情報に基づいて前記撮影時の計測値を補正する工程と、を有することを特徴とする制御方法。 - 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の撮像装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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