JP7445508B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態の撮像装置のブロック図の例である。図1の撮像装置は、3板撮像方式の撮像装置であり、レンズ10、分光プリズム20、イメージセンサ群30(31~33)、位相差情報読み出し回路40、注目領域切り出し回路41、感度補正回路50、位相差検出回路60、画素補間回路70、プロセス回路80を備えている。以下、各構成回路について説明する。
・出力画像から人手で決定する。
・出力画像から機械学習済みのモデルを利用して決定する。
・出力画像によらず固定値とする。
・遮光率、画素感度から求まる固定係数の乗算
・ピーク値(最大値、最小値)のマッチング・正規化
・ヒストグラムマッチング
第2実施形態では、1個の位相差検出画素付きイメージセンサと、通常のイメージセンサを用いて、合焦状態検出を行う例について説明する。
多板撮像方式として、4板撮像方式の撮像装置を用いることができる。4板撮像方式は、赤色信号(Rch)と青色信号(Bch)にそれぞれ1つのイメージセンサを用い、緑色信号に2つのイメージセンサ(Gch1、Gch2)を用いる。2つのGch用イメージセンサを光学像に対して空間的に斜め方向に0.5画素シフトして設置することにより、水平方向及び垂直方向のナイキスト周波数をイメージセンサの持つ解像度の2倍にすることができる。4板撮像方式の撮像装置で本発明を構成する場合、0.5画素シフトを行わないイメージセンサ(G1ch、Rch、Bch)を位相差検出画素付きイメージセンサ及びそれと対をなす位相差画像用イメージセンサに用いるのが好ましい。他の回路構成は、図1と同様である。
第1実施形態の撮像装置に基づいて、実際に位相差検出を行った。検証実験では、被写体として撮像装置から2mの距離においたグレーチャートを用い、単焦点レンズ(35mm)を用いて撮影した。図4に、位相差検出画素付きイメージセンサ31で撮影した画像の例を示す。図4の左側がイメージセンサ31で得られた画像であり、その一部を拡大した画像を右側に示す。拡大画像において、一定間隔で並ぶ水平方向の点線が、位相差検出画素を示している。拡大画像の左右でグレー濃度が異なっており、グレー濃度の境界を含むように注目領域を設定した。注目領域内に含まれる位相差検出画素(検証では、横方向84画素×縦方向4画素、境界を含む。)から位相差を検出した。
20 分光プリズム
30 イメージセンサ群
31~33 イメージセンサ
40 位相差情報読み出し回路
41 注目領域切り出し回路
50 感度補正回路
60 位相差検出回路
70 画素補間回路
80 プロセス回路
311 通常画素
312 位相差検出画素
331 通常画素
332 位相差検出画素
Claims (9)
- 複数のイメージセンサを備えた多板撮像方式の撮像装置であって、
位相差検出画素を有する第1のイメージセンサと、
第2のイメージセンサと、
前記第1のイメージセンサの前記位相差検出画素の信号と、前記第2のイメージセンサにおける前記位相差検出画素と2次元撮像面上で同位置の画素の信号を読み出し、2種類の位相差画像として出力する位相差情報読み出し回路と、
前記2種類の位相差画像間の相対位置ベクトルを検出し、前記相対位置ベクトルから合焦状態を求める位相差検出回路と
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記第1のイメージセンサの前記位相差検出画素は、画素の一方の半分の領域が遮光されており、前記第2のイメージセンサの前記位相差検出画素と2次元撮像面上で同位置の画素は、画素の他方の半分の領域が遮光されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記第1のイメージセンサの前記位相差検出画素は、画素の一方の半分の領域が遮光されており、前記第2のイメージセンサの前記位相差検出画素と2次元撮像面上で同位置の画素は、通常画素であることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記イメージセンサの画像に注目領域を設定し、前記第1のイメージセンサの前記位相差検出画素の信号と、前記第2のイメージセンサにおける前記位相差検出画素と2次元撮像面上で同位置の画素の信号のうち、前記注目領域に含まれる信号を、位相差画像として出力する注目領域切り出し回路とを備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記2種類の位相差画像の感度差を補正する感度補正回路をさらに備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記位相差情報読み出し回路から、前記複数のイメージセンサの前記位相差検出画素以外の画素の信号が入力され、前記位相差検出画素の位置の信号を、前記位相差検出画素の周辺画素の信号、前記複数のイメージセンサのうち、他のイメージセンサの前記位相差検出画素と2次元撮像面上で同位置の画素の信号、及びその周辺画素の信号、の少なくとも1つから補間又は推定処理して求める画素補間回路をさらに備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記位相差検出回路は、ブロックマッチング手法により前記相対位置ベクトルを検出することを特徴とする撮像装置。 - 請求項7に記載の撮像装置において、
前記位相差検出回路は、ブロックマッチング手法による探索時に、サブピクセル単位でシフトすることを特徴とする撮像装置。
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