JP7145048B2 - 撮像装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の撮像装置の第1の実施形態である撮影レンズを交換可能なカメラと撮影レンズからなるカメラシステムの構成例を示す図である。図1において、カメラシステムはカメラ100と、交換可能な撮影レンズ300とを備えて構成される。
転送スイッチ202aはPD201aとフローティングディフュージョン(FD)203との間に接続される。また、転送スイッチ202bはPD201bとFD203との間に接続される。転送スイッチ202a,202bは、それぞれPD201a,201bで発生した電荷を共通のFD203に転送する素子である。転送スイッチ202a,202bは、それぞれ制御信号TX_A,TX_Bによって制御される。
図9(b)に示したとおり、S_DはS_Cとミラー対称系であり、S_CとS_Dの合算信号(S_CとS_Dの合計面積)が撮像信号S_ALLとなる。
S_2=S_Cb (3-2)
S_3=S_A-S_Ca (3-3)
S_4=S_B-S_Cb (3-4)
以上の様にして、第1のシャッタ動作と第2のシャッタ動作を用いて撮像素子14に複数配置された光電変換部から取得された横方向視差信号と縦方向視差信号を用いて4視差信号を生成することができる。
第2の実施形態では、縦方向視差信号の分割数を2よりも多くする点が第1の実施形態とは異なる。第1の実施形態では縦方向視差信号の分割数を2として説明したが、本実施形態では、分割数3の縦方向視差信号を取得する方法について図12、図13を用いて説明する。
本実施形態では、上記の方法で得られた縦方向視差信号S_E,S_Fと、PD201a,PD201bから得られた横方向視差信号S_A,S_Bとにより、行方向に3分割、列方向に2分割した計6視差信号を取得することができる。6視差信号の取得方法について図13を用いて説明する。なお、本実施形態では縦方向視差信号を3分割する方法を説明しているが、電子先幕155とメカ後幕156によって形成される開口部を更に狭めることで3分割以上に設定することもできる。
S_12=S_Eb (5-2)
S_21=S_Fa (5-3)
S_22=S_Fb (5-4)
S_31=S_A-(S_Ea+S_Fa) (5-5)
S_32=S_B-(S_Eb+S_Fb) (5-6)
以上の様にして、第1のシャッタ動作と第2のシャッタ動作を用いて撮像素子14に複数配置された光電変換部から取得された横方向視差信号と縦方向視差信号を用いて6視差信号を生成することができる。また、本実施形態では、複数の光電変換領域が紙面横方向に並んでおり、シャッタ駆動方向が紙面縦方向であり、複数の光電変換領域の並び方向とは異なる方向であるとして説明した。しかし、複数の光電変換領域の並び方向とシャッタ駆動方向が同一であったとしてもよい。この場合には複数の光電変換部の並び方向、つまりシャッタ駆動方向にのみ複数に分割された視差信号を取得することができる。このような構成により、複数の光電変換部による瞳領域の分割と、第1のシャッタ動作と第2のシャッタ動作を用いたスリット幅による瞳領域の分割を同一方向(シャッタ駆動方向)に行うことができる。これによって、複数の光電変換部の数よりも更に多く分割された瞳部分領域からの光束を受光することができるため、複数の光電変換部の数よりも更に多くの視差信号を取得することができる。
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。
Claims (17)
- 結像光学系の異なる瞳領域をそれぞれ通過する光束を受光する複数の光電変換部が設けられた画素が複数配列された撮像素子と、
前記撮像素子を遮光するメカニカルシャッタと、
前記複数の光電変換部から取得される信号から視差画像を生成する生成手段と、を有し、
前記撮像素子及び前記メカニカルシャッタにより、
前記画素の露光を開始させる第1の先幕と、該第1の先幕から前記結像光学系の光軸に沿う方向に第1のずれ量だけ離れて配置され、前記第1の先幕によって露光が開始された前記画素の露光を終了させる第1の後幕とによる第1のシャッタ動作と、
前記画素の露光を開始させる第2の先幕と、該第2の先幕から前記結像光学系の光軸に沿う方向に前記第1のずれ量よりも小さい第2のずれ量だけ離れて配置され、前記第2の先幕によって露光が開始された前記画素の露光を終了させる第2の後幕とによる第2のシャッタ動作と、が実現され、
前記生成手段は、前記第1のシャッタ動作によって前記複数の光電変換部から取得される第1の信号群と、前記第2のシャッタ動作によって前記複数の光電変換部から取得される第2の信号群とを用いて、前記複数の光電変換部の数より多くの視差画像を生成することを特徴とする撮像装置。 - 前記生成手段は、前記第1の信号群と前記第2の信号群とを用いて、前記第1及び第2のシャッタ動作の駆動方向に視差を有する視差画像を生成することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記第1の先幕は前記複数の光電変換部を順次リセットする動作により実現され、前記第1の後幕は前記メカニカルシャッタの後幕により実現されることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
- 前記第1の先幕は前記メカニカルシャッタの先幕により実現され、前記第1の後幕は前記光電変換部から信号を読み出す動作により実現されることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
- 前記第2の先幕は前記複数の光電変換部を順次リセットする動作により実現され、前記第2の後幕は前記光電変換部から信号を読み出す動作により実現され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。
- 前記第2のずれ量はゼロであることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
- 前記第2の先幕は前記メカニカルシャッタの先幕により実現され、前記第2の後幕は前記メカニカルシャッタの後幕により実現され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。
- 1つの前記画素における前記複数の光電変換部の並び方向と、前記第1及び第2のシャッタ動作の駆動方向は、異なる方向であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 1つの前記画素における前記複数の光電変換部の並び方向と、前記第1及び第2のシャッタ動作の駆動方向は、同じ方向であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第1の信号群と前記第2の信号群の信頼性を判定する信頼性判定手段をさらに備え、該信頼性判定手段によって信頼性が高いと判定された場合には、前記生成手段により前記視差画像を生成し、前記信頼性判定手段によって信頼性が低いと判定された場合には、前記生成手段により視差画像を生成しない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。
- 前記信頼性判定手段は、前記第1の信号群と前記第2の信号群の前記第1のシャッタ動作の駆動方向と直交する方向のコントラストの差に基づいて前記信頼性を判定することを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。
- 前記信頼性判定手段は、前記第1のシャッタ動作の駆動方向に視差を有する視差画像から算出される第1のデフォーカス量と、前記第1のシャッタ動作の駆動方向と直交する方向に視差を有する視差画像から算出される第2のデフォーカス量の差に基づいて前記信頼性を判定することを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。
- 前記信頼性判定手段は、前記第1の信号群と前記第2の信号群の露光量の差に基づいて前記信頼性を判定することを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。
- 前記信頼性判定手段は、前記第1の信号群と前記第2の信号群のエッジ部の傾き度合いに基づいて前記信頼性を判定することを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。
- 結像光学系の異なる瞳領域をそれぞれ通過する光束を受光する複数の光電変換部が設けられた画素が複数配列された撮像素子と、前記撮像素子を遮光するメカニカルシャッタとを有する撮像装置を制御する方法であって、
前記撮像素子及び前記メカニカルシャッタにより、前記画素の露光を開始させる第1の先幕と、該第1の先幕から前記結像光学系の光軸に沿う方向に第1のずれ量だけ離れて配置され、前記第1の先幕によって露光が開始された前記画素の露光を終了させる第1の後幕とによる第1のシャッタ動作と、前記画素の露光を開始させる第2の先幕と、該第2の先幕から前記結像光学系の光軸に沿う方向に前記第1のずれ量よりも小さい第2のずれ量だけ離れて配置され、前記第2の先幕によって露光が開始された前記画素の露光を終了させる第2の後幕とによる第2のシャッタ動作とを行う露光工程と、、
前記複数の光電変換部から取得される信号から視差画像を生成する生成工程と、を有し、
前記生成工程では、前記第1のシャッタ動作によって前記複数の光電変換部から取得される第1の信号群と、前記第2のシャッタ動作によって前記複数の光電変換部から取得される第2の信号群とを用いて、前記複数の光電変換部の数より多くの視差画像を生成することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - 請求項15に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項15に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
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