JPWO2016006440A1 - フィルタ制御装置およびフィルタ制御方法、ならびに撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
<1.構成>
[1.1 カメラ(撮像装置)の構成例](図1)
[1.2 Rawデータを処理する外部装置の構成例](図2)
[1.3 可変光学ローパスフィルタの構成および原理](図3〜図6)
[1.4 可変光学ローパスフィルタのMTF特性](図7〜図9)
<2.動作>
[2.1 カメラ全体の制御動作](図10)
[2.2 静止画撮影処理](図11、図12〜図18)
[2.3 動画撮影処理](図19)
<3.効果>
<4.その他の実施の形態>
[1.1 カメラ(撮像装置)の構成例]
図1は、本開示の一実施の形態に係るフィルタ制御装置を含むカメラ(撮像装置)100の一構成例を示している。このカメラ100は、撮像光学系1と、レンズ制御部4と、可変光学ローパスフィルタ制御部(OLPF制御部)5と、撮像素子6と、画像処理部7とを備えている。このカメラ100はまた、表示パネル11と、記録メディア12と、制御マイコン(マイクロコンピュータ)13と、垂直移動速度・ピッチ回転角速度検出部15と、水平移動速度・ヨー回転角速度検出部16と、操作部20とを備えている。
図2は、Rawデータを処理する外部装置103の一構成例を示している。図1には、カメラ100内において画像データに対して各種の画像処理を施す構成を示したが、図2に示したように、カメラ100が、Rawデータ記録部109を備え、Rawデータ101と共に、撮影時のローパス特性を示すデータをメタデータ102として記録し、外部装置103において画像処理を行ってもよい。外部装置103における画像処理の機能は、例えばPC(パーソナルコンピュータ)上のアプリケーションで実現される。なお、カメラ100において、Rawデータの記録時には、画像処理部7で行われる処理は適用されない(信号が素通りする)。
図3〜図6をさらに参照しつつ、より具体的に可変光学ローパスフィルタ30の構成および原理を説明する。
図3は、可変光学ローパスフィルタ30の一構成例を示している。可変光学ローパスフィルタ30は、第1の複屈折板31および第2の複屈折板32と、液晶層33と、第1の電極34および第2の電極35とを有している。液晶層33が、第1の電極34および第2の電極35によって挟まれ、その外側をさらに第1の複屈折板31および第2の複屈折板32で挟んだ構成となっている。第1の電極34および第2の電極35は、液晶層33に電界を印加するためのものである。なお、可変光学ローパスフィルタ30はさらに、例えば、液晶層33の配向を規制する配向膜をさらに備えていてもよい。第1の電極34および第2の電極35はそれぞれ、1枚の透明なシート状電極からなる。なお、第1の電極34および第2の電極35の少なくとも一方が、複数の部分電極で構成されていてもよい。
図4〜図6を参照して、可変光学ローパスフィルタ30の原理を説明する。図4は、図3に示した可変光学ローパスフィルタにおけるローパス効果が0%の状態の一例を示している。図5はローパス効果が100%の状態の一例を示している。図6はローパス効果が50%の状態の一例を示している。なお、図4〜図6では、第1の複屈折板31の光学軸と第2の複屈折板32の光学軸とが互いに平行である場合を例にしている。また、図4〜図6に示す電圧値は一例であり、図示した電圧値に限られるものではない。以降の他の図において示す電圧値等の数値についても同様である。
図7に、可変光学ローパスフィルタ30に印加する電圧を変化させた場合のMTF特性の変化の一例を示す。図7において、横軸は空間周波数(c/mm(cycle/mm))、縦軸はMTF値を示す。以降の他のMTF特性を示す図についても同様である。
[2.1 カメラ全体の制御動作])
図10にカメラ全体の制御の流れの一例を示す。制御マイコン13は自身で、または他の回路ブロックを制御することにより、カメラ全体の制御処理として、図10に示したステップS1〜ステップS13の処理を行う。
図11に静止画撮影処理の流れの一例を示す。制御マイコン13は自身で、または他の回路ブロックを制御することにより、静止画撮影処理として、図11に示したステップS100〜ステップS105の処理を行う。
ΔpH=VH×t ……(式1)
ΔdH1=M×ΔpH ……(式2)
M=x’/f ……(式3)
ΔθH=ωH×t ……(式4)
ΔdH2=(f+x’)×tan(ΔθH) ……(式5)
ΔdH=ΔdH1+ΔdH2 ……(式6)
ΔdV=ΔdV1+ΔdV2 ……(式7)
MtfH(u)=sin(2π×ΔdH×u)/(2π×ΔdH×u) ……(式8)
MtfV(u)=sin(2π×ΔdV×u)/(2π×ΔdV×u) ……(式9)
ステップ102における可変光学ローパスフィルタへの印加電圧決定についても、本実施の形態で説明したナイキスト周波数の80%以外の別の周波数で行うことも可能で、種々の条件に応じて最適化することが有効である。さらには、複数の周波数のMTFに加重をかけて積算した尺度によって同様な演算を行うことも可能で、例えば、視覚系のMTF特性も考慮した加重をかけた尺度により決定する手法はさらに画質を向上させるために有効である。以下にこの視覚系のMTFを用いた可変光学ローパスフィルタ30への印加電圧の決定例を示す。
本実施の形態で示した手ぶれ、およびパンニング操作による像移動以外に、撮影中のズーム操作による像移動(像倍率変化)により生じたボケを補正することも可能である。ズーミングによる像移動は、図17、および図18に示すように、同一の焦点距離変化に対して、画面内の位置により像の移動量が異なる。なお、図18は図17に比べて画面の中心に近い位置における像移動を模式的に示している。同一像高(画面中心からの距離)に対しては、像高方向の移動量は同一であるが、同一像高でも位置によって移動量に対する水平、および垂直方向の成分量は変化する。像移動により生じるシャープネスの低下量も、画面内の位置によって異なる。このため、正しく補正するためには、可変光学ローパスフィルタ30を2次元的に分割し、画面内の各部分に異なるローパス特性を持たせる必要がある。
図19に動画撮影処理の流れの一例を示す。制御マイコン13は自身で、または他の回路ブロックを制御することにより、動画撮影処理として、図19に示したステップS200〜ステップS207の処理を行う。動画撮影時の処理は、同じ名称の処理については、基本的に静止画撮影処理で説明したものと同じ内容となるため、以下に差分のみ説明する。
以上では、露光中に像ぶれを検出し、リアルタイムに補正する場合を説明したが、ライブビュー表示中の像ぶれから撮影時のMTF特性を予測し、それに応じたローパス特性を露光開始前に適用して撮影することも可能である。
本実施の形態によれば、撮影範囲の変化に応じて可変光学ローパスフィルタ30のローパス特性を変化させるようにしたので、高画質の画像を得ることができる。また、以下の効果が得られる。
本開示による技術は、上記実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
(1)
撮影範囲の変化に応じて、撮像装置に搭載される光学ローパスフィルタのローパス特性を変化させる制御を行うフィルタ制御部を備えた
フィルタ制御装置。
(2)
前記フィルタ制御部は、前記撮影範囲に変化がある場合に、前記光学ローパスフィルタのローパス特性を前記撮影範囲に変化がない場合よりも弱くする
上記(1)に記載のフィルタ制御装置。
(3)
前記撮影範囲の変化は、被写体と前記撮像装置との相対的な位置および角度の少なくとも一方の変化により生ずる像の移動である
上記(1)または(2)に記載のフィルタ制御装置。
(4)
前記撮影範囲の変化による変化量は、被写体と前記撮像装置との相対的な位置および角度の変化量と、前記撮像装置における撮像レンズの焦点距離、前記撮像レンズのフォーカス繰り出し量、および露光時間とに基づいて求められる
上記(1)ないし(3)のいずれか1つに記載のフィルタ制御装置。
(5)
前記撮影範囲の変化は、ズーミングによる像倍率の変化である
上記(1)ないし(4)のいずれか1つに記載のフィルタ制御装置。
(6)
前記撮影範囲の変化は、前記撮像装置における手ぶれ、またはパンニング操作による像の移動である
上記(1)ないし(4)のいずれか1つに記載のフィルタ制御装置。
(7)
前記フィルタ制御部は、前記撮影範囲の変化量に基づいてMTF特性の変化量を予測し、前記MTF特性の変化を補償するように前記光学ローパスフィルタのローパス特性を変化させる
上記(1)ないし(6)のいずれか1つに記載のフィルタ制御装置。
(8)
前記フィルタ制御部は、前記撮影範囲の変化量に基づいてシャープネスの変化量を予測し、前記シャープネスの変化量を補償するように前記光学ローパスフィルタのローパス特性を変化させる
上記(1)ないし(6)のいずれか1つに記載のフィルタ制御装置。
(9)
前記光学ローパスフィルタのローパス特性を示すデータをRawデータと共に記録するRawデータ記録部をさらに備えた
上記(1)ないし(8)のいずれか1つに記載のフィルタ制御装置。
(10)
前記フィルタ制御部は、露光中の撮影範囲の変化、または、露光開始前の撮影範囲の変化に応じて前記光学ローパスフィルタのローパス特性を変化させる
上記(1)ないし(9)のいずれか1つに記載のフィルタ制御装置。
(11)
前記光学ローパスフィルタは、
液晶層と、
前記液晶層を挟んで互いに対向配置され、前記液晶層に電界を印加する第1および第2の電極と、
前記液晶層、ならびに前記第1および第2の電極を挟んで互いに対向配置された第1および第2の複屈折板とを有し、
前記第1および第2の電極間の電圧変化に応じてローパス特性が変化する
上記(1)ないし(10)のいずれか1つに記載のフィルタ制御装置。
(12)
撮影範囲の変化に応じて、撮像装置に搭載される光学ローパスフィルタのローパス特性を変化させる制御を行う
フィルタ制御方法。
(13)
光学ローパスフィルタと、
撮影範囲の変化に応じて、前記光学ローパスフィルタのローパス特性を変化させる制御を行うフィルタ制御部と
を備えた撮像装置。
Claims (13)
- 撮影範囲の変化に応じて、撮像装置に搭載される光学ローパスフィルタのローパス特性を変化させる制御を行うフィルタ制御部を備えた
フィルタ制御装置。 - 前記フィルタ制御部は、前記撮影範囲に変化がある場合に、前記光学ローパスフィルタのローパス特性を前記撮影範囲に変化がない場合よりも弱くする
請求項1に記載のフィルタ制御装置。 - 前記撮影範囲の変化は、被写体と前記撮像装置との相対的な位置および角度の少なくとも一方の変化により生ずる像の移動である
請求項1に記載のフィルタ制御装置。 - 前記撮影範囲の変化による変化量は、被写体と前記撮像装置との相対的な位置および角度の変化量と、前記撮像装置における撮像レンズの焦点距離、前記撮像レンズのフォーカス繰り出し量、および露光時間とに基づいて求められる
請求項1に記載のフィルタ制御装置。 - 前記撮影範囲の変化は、ズーミングによる像倍率の変化である
請求項1に記載のフィルタ制御装置。 - 前記撮影範囲の変化は、前記撮像装置における手ぶれ、またはパンニング操作による像の移動である
請求項1に記載のフィルタ制御装置。 - 前記フィルタ制御部は、前記撮影範囲の変化量に基づいてMTF特性の変化量を予測し、前記MTF特性の変化を補償するように前記光学ローパスフィルタのローパス特性を変化させる
請求項1に記載のフィルタ制御装置。 - 前記フィルタ制御部は、前記撮影範囲の変化量に基づいてシャープネスの変化量を予測し、前記シャープネスの変化量を補償するように前記光学ローパスフィルタのローパス特性を変化させる
請求項1に記載のフィルタ制御装置。 - 前記光学ローパスフィルタのローパス特性を示すデータをRawデータと共に記録するRawデータ記録部をさらに備えた
請求項1に記載のフィルタ制御装置。 - 前記フィルタ制御部は、露光中の撮影範囲の変化、または、露光開始前の撮影範囲の変化に応じて前記光学ローパスフィルタのローパス特性を変化させる
請求項1に記載のフィルタ制御装置。 - 前記光学ローパスフィルタは、
液晶層と、
前記液晶層を挟んで互いに対向配置され、前記液晶層に電界を印加する第1および第2の電極と、
前記液晶層、ならびに前記第1および第2の電極を挟んで互いに対向配置された第1および第2の複屈折板とを有し、
前記第1および第2の電極間の電圧変化に応じてローパス特性が変化する
請求項1に記載のフィルタ制御装置。 - 撮影範囲の変化に応じて、撮像装置に搭載される光学ローパスフィルタのローパス特性を変化させる制御を行う
フィルタ制御方法。 - 光学ローパスフィルタと、
撮影範囲の変化に応じて、前記光学ローパスフィルタのローパス特性を変化させる制御を行うフィルタ制御部と
を備えた撮像装置。
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