JP2013109079A - Compound-eye imaging device, focusing method of the same and electronic information device - Google Patents
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Abstract
【課題】画角の異なる左右一対の視差画像のそれぞれを撮像するための光学系の焦点を適切な位置に簡単に合わせることができ、これにより自動ピント合わせに要する制御時間を短時間に抑えつつ、立体画像を形成する左右一対の視差画像を精度よく取得することができる複眼撮像装置を実現する。
【解決手段】被写体を左右一対の視差画像が得られるよう撮像する第1および第2の撮像部12および22と、各撮像部12、22に対応する第1、第2の光学系11、21と、各光学系の焦点をそれぞれの視差画像における焦点評価領域内の画像に基づいて決定する信号処理部31とを備え、両撮像部12および22の視差に基づいて、左目用画像に対する第2の焦点評価領域の相対位置が右目用画像に対する第1の焦点評価領域の相対位置に一致するよう、左目用画像に対する第2の焦点評価領域の相対位置を調整する。
【選択図】図2An optical system for capturing a pair of left and right parallax images with different angles of view can be easily focused at an appropriate position, thereby reducing the control time required for automatic focusing in a short time. A compound eye imaging device capable of accurately acquiring a pair of left and right parallax images forming a stereoscopic image is realized.
SOLUTION: First and second imaging units 12 and 22 that image a subject so as to obtain a pair of left and right parallax images, and first and second optical systems 11 and 21 corresponding to the imaging units 12 and 22, respectively. And a signal processing unit 31 that determines the focus of each optical system based on an image in the focus evaluation region in each parallax image, and based on the parallax of both the imaging units 12 and 22, The relative position of the second focus evaluation area with respect to the left-eye image is adjusted so that the relative position of the first focus evaluation area matches the relative position of the first focus evaluation area with respect to the right-eye image.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、複眼撮像装置、複眼撮像装置の焦点合わせ方法、および電子情報機器に関し、特に、立体画像を形成する一対の視差画像を撮像する2つの撮像部の光学系で最適な自動焦点合わせが行われるよう構成した複眼撮像装置、このような最適な自動焦点合わせを行う方法、およびこのような複眼撮像装置を備えた電子情報機器に関するものである。 The present invention relates to a compound-eye imaging device, a focusing method for a compound-eye imaging device, and an electronic information device, and in particular, optimum automatic focusing is performed by an optical system of two imaging units that capture a pair of parallax images forming a stereoscopic image. The present invention relates to a compound-eye imaging apparatus configured to be performed, a method for performing such optimum autofocusing, and an electronic information device including such a compound-eye imaging apparatus.
従来から被写体を、立体画像を形成するための一対の視差画像(つまり、右目用画像および左目用画像)が得られるよう撮影する複眼撮像装置がある。このような複眼撮像装置では、被写体を右目用画像および左目用画像を得る2つの撮像部で撮像することとなるため、これら2つの撮像部に対応する2つの光学系でそれぞれ焦点合わせ(ピント合わせ)を行う必要がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a compound eye imaging device that captures a subject so that a pair of parallax images (that is, a right-eye image and a left-eye image) for forming a stereoscopic image can be obtained. In such a compound-eye imaging device, the subject is imaged by two imaging units that obtain a right-eye image and a left-eye image. Therefore, focusing (focusing) is performed by two optical systems corresponding to the two imaging units. ) Is necessary.
ところが、このような複眼撮像装置では、2つの撮像部が同一の被写体を同時に撮影するので、2つの撮像部に対応する光学系で別々に自動焦点合わせ動作、つまりオートフォーカス動作(AF動作)を行うことは非効率であるという問題があり、特許文献1および2にはこのような問題に対して対策を施したものが開示されている。
However, in such a compound-eye imaging device, since the two imaging units simultaneously photograph the same subject, an automatic focusing operation, that is, an autofocus operation (AF operation) is separately performed by the optical system corresponding to the two imaging units. There is a problem that it is inefficient, and
図10は、特許文献1に開示の複眼撮像装置を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a compound eye imaging device disclosed in
この複眼撮像装置200aは、第1のビデオカメラ(撮像カメラ)201および第2のビデオカメラ(撮像カメラ)202と、各ビデオカメラにそれぞれ設けられたレンズ群などの光学系201aおよび202aとを有している。
The compound-
ここで、これらの光学系201aおよび202aは、絞り機構、フォーカス機構、ズーム機構等の各撮像条件を調整する調整機構(図示せず)を有している。また、この複眼撮像装置200aは、上記のような調整機構を制御する制御手段(図示せず)と、各ビデオカメラのうちの少なくとも1つの光学系におけるフォーカスの状態を検出する合焦演算回路(図示せず)とを有し、この制御手段は、合焦演算回路の出力(つまり、焦点距離情報)から第1のビデオカメラおよび第2のビデオカメラの光学系におけるフォーカス機構を駆動するように構成されている。なお、図10中、204は、第1および第2のビデオカメラ201および202を一体として支持する部材であり、203は片方のビデオカメラの映像出力を表示するビューファインダである。
Here, these
このような構成の複眼撮像装置200aでは、合焦演算回路の出力に基づいて第1のビデオカメラ201と第2のビデオカメラ202の両方の光学系におけるフォーカス機構を駆動するので、この複眼撮像装置では左右のビデオカメラのピント合わせのタイミングがずれることなく速やかなピント合わせが行われる。
In the compound-
また、図11は、特許文献2に開示の立体カメラ(複眼撮像装置)を説明する図である。 FIG. 11 is a diagram for explaining the stereoscopic camera (compound eye imaging device) disclosed in Patent Document 2.
立体カメラ200bは、被写体を撮像する第1及び第2の撮像部(撮像カメラ)220a,220bを備えている。第1及び第2の撮像部220a及び220bはそれぞれ、第1及び第2のズームレンズ211及び220、第1及び第2の絞り212及び221、第1及び第2のフォーカスレンズ213及び222、並びに第1及び第2のイメージセンサ214及び223を有している。ここで、第1の撮像部220aは、被写体を、立体画像を形成するための一対の視差画像(右目用画像および左目用画像)の一方が得られるよう撮影するものであり、第2の撮像部220bは、被写体を、立体画像を形成するための一対の視差画像(右目用画像および左目用画像)の他方が得られるよう撮影するものである。第1及び第2のフォーカスレンズ213,222は、レンズモータによって駆動され、光軸La,Lbに沿って近点Pnと遠点Piの間を移動するよう構成されている。
The
このような自動ピント合わせ動作(AF動作)が開始されると、第1のフォーカスレンズ213が近点Pnから遠点Piへ向って矢印A方向に移動するとともに、第2のフォーカスレンズ222が遠点Piから近点Pnへ向って矢印B方向に移動する。このとき、各フォーカルレンズの所定の送り量ごとにAF評価値(ピントが合っている程度を示す値)を算出し、AF評価値の最大値を先に検出したフォーカスレンズの位置に両方のフォーカスレンズの位置を合わせることによりAF動作が完了する。
When such an automatic focusing operation (AF operation) is started, the
このように特許文献2に開示の立体カメラでは、第1および第2の撮像部220a及び220bの一方のフォーカスレンズをマクロ側に置き、これらの撮像部の他方のフォーカスレンズを望遠側に置いて、同時に2つのフォーカスレンズを逆方向に移動させて各フォーカスレンズに対するAF評価値を算出し、先にAF評価値が最大になったフォーカスレンズのレンズ位置に両方のフォーカスレンズの位置を合わせるので、短時間に効率よくAF動作を行うことができる。
Thus, in the stereoscopic camera disclosed in Patent Document 2, one focus lens of the first and
ところで、複眼撮像装置では、撮像カメラの光学系におけるレンズ位置によっては、左右一対の撮像カメラのそれぞれで撮像した画像が、画角のずれた画像になってしまうおそれがあり、例えば、レンズが望遠側とマクロ側とのうちのマクロ側のレンズ位置にある場合には、それぞれの撮像カメラにより得られる一対の視差画像で被写体の位置が大きく異なる場合がある。 By the way, in a compound eye imaging device, depending on the lens position in the optical system of the imaging camera, there is a possibility that the images captured by the pair of left and right imaging cameras become images with different angles of view. If the lens position is on the macro side of the macro side and the macro side, the position of the subject may be greatly different in a pair of parallax images obtained by the respective imaging cameras.
例えば、図12は、複眼投影装置で得られた左目用画像(図12(a))と右目用画像(図12(b))とで画角がずれた状態を示している。 For example, FIG. 12 shows a state in which the angle of view is shifted between the left-eye image (FIG. 12A) and the right-eye image (FIG. 12B) obtained by the compound-eye projection apparatus.
図12(a)に示す左目用画像LVaでは、背景に含まれる前景の人物画像Hが撮像領域(撮像カメラの視野)LSaの右寄りに位置しているのに対し、図12(b)に示す右目用画像RVaでは、背景に含まれる前景の人物画像Hが撮像領域(撮像カメラの視野)RSaの左寄りに位置している。 In the left-eye image LVa shown in FIG. 12A, the foreground person image H included in the background is located on the right side of the imaging region (field of view of the imaging camera) LSa, while shown in FIG. In the right-eye image RVa, the foreground person image H included in the background is located to the left of the imaging region (field of view of the imaging camera) RSa.
このような状態で、右目用画像RVaを用いて両眼に対応するそれぞれの撮像カメラで自動ピント合わせを行うと、右目用画像RVaに対してピントが合う位置に、左目用画像を撮像する撮像カメラの焦点が設定されることとなり、左目用画像の撮像カメラの焦点位置が、右目用画像とは画角が異なる左目用画像に対して正しい焦点位置とはならない場合が生ずる。 In such a state, when automatic focusing is performed with each imaging camera corresponding to both eyes using the right-eye image RVa, imaging for capturing the left-eye image at a position where the right-eye image RVa is in focus. The focus of the camera is set, and the focus position of the imaging camera for the left-eye image may not be the correct focus position for the left-eye image having a different angle of view from the right-eye image.
つまり、左目用画像と右目用画像とで画角が異なる場合、本来、左目用画像から得られるAF評価値(オートフォーカス評価値)と、右目用画像から得られるAF評価値(オートフォーカス評価値)とは異なることとなる。このため、右目用画像及び左目用画像のいずれか一方から得られるAF評価値を用いて、左目用画像の撮像カメラと右目用画像の撮像カメラの両方のフォーカス位置を設定すると、一方の撮像カメラで得られた視差画像が被写体に対する焦点のずれたものとなってしまい、鮮明な立体画像が得られないこととなる。 That is, when the angle of view differs between the left-eye image and the right-eye image, an AF evaluation value (autofocus evaluation value) originally obtained from the left-eye image and an AF evaluation value (autofocus evaluation value) obtained from the right-eye image ) Will be different. For this reason, when the focus position of both the imaging camera for the left-eye image and the imaging camera for the right-eye image is set using the AF evaluation value obtained from either the right-eye image or the left-eye image, one imaging camera Thus, the parallax image obtained in (1) becomes out of focus with respect to the subject, and a clear stereoscopic image cannot be obtained.
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、画角の異なる左右一対の視差画像のそれぞれを撮像するための光学系の焦点を適切な位置に簡単に合わせることができ、これにより自動ピント合わせに要する制御時間を短時間に抑えつつ、鮮明な立体画像を得るための左右一対の視差画像を取得することができる複眼撮像装置、複眼撮像装置の焦点合わせ方法、及びこのような複眼撮像装置を用いた電子情報機器を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and easily focuses the optical system for capturing each of a pair of left and right parallax images having different angles of view at appropriate positions. A compound eye imaging device capable of acquiring a pair of left and right parallax images for obtaining a clear stereoscopic image while suppressing a control time required for automatic focusing in a short time, and a focusing method of the compound eye imaging device, Another object of the present invention is to obtain an electronic information device using such a compound eye imaging device.
本発明に係る複眼撮像装置は、被写体の立体画像を形成する一対の視差画像を該被写体の撮影により得る複眼撮像装置であって、該被写体を該一対の視差画像の一方が得られるよう撮像する第1の撮像部と、該被写体を該一対の視差画像の他方が得られるよう撮像する第2の撮像部と、該被写体からの光を第1の撮像部に導入する第1の光学系と、該被写体からの光を第2の撮像部に導入する第2の光学系と、該第1の光学系の焦点を該一方の視差画像における第1の焦点評価領域内の画像に基づいて決定し、該第2の光学系の焦点を該他方の視差画像における第2の焦点評価領域内の画像に基づいて決定する焦点決定部とを備え、該焦点決定部は、該第1の撮像部と該第2の撮像部との視差に基づいて、該他方の視差画像に対する該第2の焦点評価領域の相対位置が、該一方の視差画像に対する該第1の焦点評価領域の相対位置に一致するよう、該他方の視差画像に対する該第2の焦点評価領域の相対位置を調整するものであり、そのことにより上記目的が達成される。 A compound-eye imaging apparatus according to the present invention is a compound-eye imaging apparatus that obtains a pair of parallax images forming a stereoscopic image of a subject by photographing the subject, and images the subject so that one of the pair of parallax images is obtained. A first imaging unit; a second imaging unit that images the subject so that the other of the pair of parallax images is obtained; and a first optical system that introduces light from the subject into the first imaging unit A second optical system that introduces light from the subject into the second imaging unit, and a focal point of the first optical system is determined based on an image in the first focus evaluation region in the one parallax image. And a focus determination unit that determines a focus of the second optical system based on an image in the second focus evaluation region in the other parallax image, and the focus determination unit includes the first imaging unit. And the second imaging unit based on the parallax between the second imaging unit and the second imaging unit The relative position of the second focus evaluation area with respect to the other parallax image is adjusted so that the relative position of the point evaluation area matches the relative position of the first focus evaluation area with respect to the one parallax image. Yes, and the above objective is achieved.
本発明は、上記複眼撮像装置において、前記焦点決定部は、操作者の操作信号に基づいて前記一方の視差画像に対する前記第1の焦点評価領域の相対位置を決定し、前記他方の視差画像に対する前記第2の焦点評価領域の相対位置を、該一方の視差画像に対する該第1の焦点評価領域の相対位置に一致させる評価領域設定部を有することが好ましい。 According to the present invention, in the compound eye imaging device, the focus determination unit determines a relative position of the first focus evaluation region with respect to the one parallax image based on an operation signal of an operator, and It is preferable to have an evaluation area setting unit that matches the relative position of the second focus evaluation area with the relative position of the first focus evaluation area with respect to the one parallax image.
本発明は、上記複眼撮像装置において、前記評価領域設定部は、前記操作者の操作信号に基づいて、前記第1の焦点評価領域が前記一方の視差画像上の任意の位置に設定されるよう構成されていることが好ましい。 According to the present invention, in the compound eye imaging device, the evaluation area setting unit sets the first focus evaluation area at an arbitrary position on the one parallax image based on an operation signal of the operator. It is preferable to be configured.
本発明は、上記複眼撮像装置において、画像を表示する表示画面と、該表示画面上に重ねて配置され、複数の区画領域に区分されているタッチパネルとを有し、前記被写体の撮像により得られた前記一対の視差画像を該被写体の立体画像が認識されるよう該表示画面上に表示するモニタ部を備え、前記評価領域設定部は、該表示画面に表示された一対の視差画像の一方における、前記複数の区画領域のうちの前記操作者のタッチ操作により指定された区画領域に対応する領域を、前記第1の焦点評価領域として設定するよう構成されていることが好ましい。 The present invention provides the compound-eye imaging device, comprising: a display screen that displays an image; and a touch panel that is arranged on the display screen and is divided into a plurality of partitioned areas, and is obtained by imaging the subject. A monitor unit that displays the pair of parallax images on the display screen so that a stereoscopic image of the subject is recognized, and the evaluation region setting unit includes a monitor unit configured to display one of the pair of parallax images displayed on the display screen. It is preferable that an area corresponding to the partitioned area designated by the operator's touch operation among the plurality of partitioned areas is set as the first focus evaluation area.
本発明は、上記複眼撮像装置において、前記焦点決定部は、前記第1の焦点評価領域を前記一方の視差画像の中央に設定するよう構成されていることが好ましい。 In the compound eye imaging device according to the present invention, it is preferable that the focus determination unit is configured to set the first focus evaluation region at the center of the one parallax image.
本発明は、上記複眼撮像装置において、前記焦点決定部は、前記第1の光学系の焦点が前記第1の焦点評価領域内の画像に対して合っている程度を評価するための第1の焦点評価値を算出する第1の評価値算出部と、該第1の焦点評価値に基づいて該第1の光学系における焦点位置を算出する第1の焦点位置計算部と、前記第2の光学系の焦点が前記第2の焦点評価領域内の画像に対して合っている程度を評価するための第2の焦点評価値を算出する第2の評価値算出部と、該第2の焦点評価値に基づいて該第2の光学系における焦点位置を算出する第2の焦点位置計算部とを有することが好ましい。 According to the present invention, in the compound eye imaging device, the focus determination unit is configured to evaluate a first degree for evaluating a degree of focus of the first optical system with respect to an image in the first focus evaluation region. A first evaluation value calculation unit that calculates a focus evaluation value; a first focus position calculation unit that calculates a focus position in the first optical system based on the first focus evaluation value; and the second A second evaluation value calculation unit for calculating a second focus evaluation value for evaluating the degree of focus of the optical system with respect to the image in the second focus evaluation region; and the second focus It is preferable to have a second focal position calculation unit that calculates a focal position in the second optical system based on the evaluation value.
本発明は、上記複眼撮像装置において、前記第1の焦点評価値は、前記第1の焦点評価領域内の画像を構成する各画素の輝度値を該第1の焦点評価領域全体に渡って積算して得られる値であり、前記第2の焦点評価値は、前記第2の焦点評価領域内の画像を構成する各画素の輝度値を該第2の焦点評価領域全体に渡って積算して得られる値であることが好ましい。 In the compound eye imaging device according to the present invention, the first focus evaluation value is obtained by integrating the luminance value of each pixel constituting the image in the first focus evaluation area over the entire first focus evaluation area. The second focus evaluation value is obtained by integrating the luminance value of each pixel constituting the image in the second focus evaluation area over the entire second focus evaluation area. The obtained value is preferred.
本発明は、上記複眼撮像装置において、前記第1の焦点評価値は、前記第1の焦点評価領域内の画像における隣接する画素間の輝度差を該第1の焦点評価領域全体に渡って積算して得られる値であり、前記第2の焦点評価値は、前記第2の焦点評価領域内の画像における隣接する画素間の輝度差を該第2の焦点評価領域全体に渡って積算して得られる値であることが好ましい。 In the compound eye imaging device according to the present invention, the first focus evaluation value is obtained by integrating a luminance difference between adjacent pixels in an image in the first focus evaluation area over the entire first focus evaluation area. The second focus evaluation value is obtained by integrating the luminance difference between adjacent pixels in the image in the second focus evaluation area over the entire second focus evaluation area. The obtained value is preferred.
本発明は、上記複眼撮像装置において、前記第1の光学系の光軸と前記第2の光学系の光軸は平行であり、前記第1の撮像部と前記第2の撮像部との視差は、該第1の光学系の光軸と該第2の光学系の光軸との離間距離であることが好ましい。 In the compound eye imaging apparatus according to the present invention, the optical axis of the first optical system and the optical axis of the second optical system are parallel, and the parallax between the first imaging unit and the second imaging unit Is preferably a separation distance between the optical axis of the first optical system and the optical axis of the second optical system.
本発明は、上記複眼撮像装置において、前記第1の光学系は、第1の焦点レンズを含み、該第1の焦点レンズの該第1の光学系の光軸上での移動により該第1の光学系の焦点位置が調整されるよう構成されており、前記第2の光学系は、第2の焦点レンズを含み、該第2の焦点レンズの該第2の光学系の光軸上での移動により該第2の光学系の焦点位置が調整されるよう構成されていることが好ましい。 According to the present invention, in the compound eye imaging device, the first optical system includes a first focus lens, and the first focus lens is moved by moving the first focus lens on the optical axis of the first optical system. The second optical system includes a second focus lens, and an optical axis of the second optical system of the second focus lens is adjusted on the optical axis of the second optical system. It is preferable that the focal position of the second optical system is adjusted by movement of the second optical system.
本発明に係る複眼撮像装置の焦点合わせ方法は、被写体の立体画像を形成する一対の視差画像の一方を第1の撮像部により撮像し、該一対の視差画像の他方を第2の撮像部により撮像する複眼撮像装置の焦点を合わせる方法であって、該第1の撮像部に該被写体の光を導入する第1の光学系の焦点を該一方の視差画像における第1の焦点評価領域内の画像に基づいて決定し、該第2の撮像部に該被写体からの光を導入する第2の光学系の焦点を該他方の視差画像における第2の焦点評価領域内の画像に基づいて決定するステップを含み、該ステップでは、該第1の撮像部と該第2の撮像部との視差に基づいて、該他方の視差画像に対する該第2の焦点評価領域の相対位置が、該一方の視差画像に対する該第1の焦点評価領域の相対位置に一致するよう、該他方の視差画像に対する該第2の焦点評価領域の相対位置を調整するものであり、そのことにより上記目的が達成される。 In the focusing method of the compound-eye imaging device according to the present invention, one of a pair of parallax images forming a stereoscopic image of a subject is captured by a first imaging unit, and the other of the pair of parallax images is captured by a second imaging unit. A method of focusing a compound-eye imaging device for imaging, wherein the focus of a first optical system that introduces light of the subject into the first imaging unit is within a first focus evaluation region in the one parallax image Determine based on the image, and determine the focus of the second optical system that introduces light from the subject into the second imaging unit based on the image in the second focus evaluation region in the other parallax image Including a step, in which the relative position of the second focus evaluation region with respect to the other parallax image is based on the parallax between the first imaging unit and the second imaging unit. Match the relative position of the first focus evaluation area to the image So that is intended to adjust the relative position of the focus evaluation area of the second with respect to the parallax images of the other side, the objects can be achieved.
本発明に係る電子情報機器は、撮像部を備えた電子情報機器であって、該撮像部として、上述した本発明に係る複眼撮像装置を用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。 An electronic information device according to the present invention is an electronic information device including an imaging unit, and uses the above-described compound eye imaging device according to the present invention as the imaging unit, thereby achieving the above-described object. The
次に作用について説明する。 Next, the operation will be described.
本発明においては、被写体の立体画像を形成する一対の視差画像の一方を第1の撮像部により撮像し、該一対の視差画像の他方を第2の撮像部により撮像する複眼撮像装置において、第1の撮像部に該被写体の光を導入する第1の光学系の焦点を該一方の視差画像における第1の焦点評価領域内の画像に基づいて決定し、該第2の撮像部に該被写体からの光を導入する第2の光学系の焦点を該他方の視差画像における第2の焦点評価領域内の画像に基づいて決定し、その際、該第1の撮像部と該第2の撮像部との視差に基づいて、該他方の視差画像に対する該第2の焦点評価領域の相対位置が、該一方の視差画像に対する該第1の焦点評価領域の相対位置に一致するよう、該他方の視差画像に対する該第2の焦点評価領域の相対位置を調整するので、画角の異なる一方の視差画像と他方の視差画像を撮像するための各光学系の焦点を適切な位置に簡単に合わせることができ、これにより自動ピント合わせに要する制御時間を短時間に抑えつつ、一対の視差画像として鮮明な立体画像を形成することができる画像を撮像することができる。 In the present invention, in a compound eye imaging device in which one of a pair of parallax images forming a stereoscopic image of a subject is captured by a first imaging unit and the other of the pair of parallax images is captured by a second imaging unit. The focus of the first optical system that introduces the light of the subject into one imaging unit is determined based on the image in the first focus evaluation region in the one parallax image, and the subject is sent to the second imaging unit. A focal point of the second optical system that introduces light from the second parallax image is determined based on an image in the second focus evaluation region in the other parallax image, and at this time, the first imaging unit and the second imaging unit Based on the parallax with the other unit, the relative position of the second focus evaluation region with respect to the other parallax image matches the relative position of the first focus evaluation region with respect to the one parallax image. Adjusting the relative position of the second focus evaluation area with respect to the parallax image Therefore, it is possible to easily adjust the focus of each optical system for capturing one parallax image and another parallax image with different angles of view to an appropriate position, thereby shortening the control time required for automatic focusing. It is possible to capture an image that can form a clear stereoscopic image as a pair of parallax images while suppressing.
以上のように、本発明によれば、画角の異なる左右一対の視差画像のそれぞれを撮像するための光学系の焦点を適切な位置に簡単に合わせることができ、これにより自動ピント合わせに要する制御時間を短時間に抑えつつ、鮮明な立体画像を得るための左右一対の視差画像を取得することができる複眼撮像装置、複眼撮像装置の焦点合わせ方法、及びこのような複眼撮像装置を用いた電子情報機器を実現することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to easily focus the optical system for capturing each of the pair of left and right parallax images having different angles of view to an appropriate position, which is necessary for automatic focusing. Using a compound eye imaging device capable of acquiring a pair of left and right parallax images for obtaining a clear stereoscopic image while keeping the control time short, a focusing method for the compound eye imaging device, and such a compound eye imaging device An electronic information device can be realized.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1による複眼撮像装置の外観を示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating an appearance of a compound eye imaging apparatus according to
この実施形態1による複眼撮像装置100は、被写体T(図3(a)参照)をその立体画像を形成する一対の視差画像が得られるよう撮像するものであり、その装置筐体101には第1の光学系11および第2の光学系21が組み込まれており、また装置筐体101の上面には操作ボタン102が設けられている。
The compound-
図2は、本発明の実施形態1による複眼撮像装置の具体的な構成を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a specific configuration of the compound-eye imaging apparatus according to
この複眼撮像装置100は、被写体Tを一対の視差画像の一方(右目用画像)Rv(図3(c))が得られるよう撮像する第1の撮像部12と、被写体Tを一対の視差画像の他方(左目用画像)Lv(図3(b))が得られるよう撮像する第2の撮像部22とを有しており、第1の撮像部12には第1の光学系11により被写体Tからの光L1が導入され、第2の撮像部22には第2の光学系21により被写体Tからの光L2が導入されるようになっている。
The compound-
ここで、第1の光学系11は、第1の焦点レンズ(図示せず)を含み、第1の焦点レンズの第1の光学系11の光軸上での移動により第1の光学系11の焦点位置が調整されるよう構成されており、第2の光学系21は、第2の焦点レンズ(図示せず)を含み、第2の焦点レンズの第2の光学系21の光軸上での移動により第2の光学系21の焦点位置が調整されるよう構成されている。この複眼撮像装置100には、第1の光学系11を構成する第1の焦点レンズを移動させる第1のアクチュエータ16が設けられ、第2の光学系21を構成する第2の焦点レンズを移動させる第2のアクチュエータ26が設けられている。第1のアクチュエータ16は、第1のアクチュエータ駆動部15からの駆動信号Ad1により駆動され、第2のアクチュエータ26は、第2のアクチュエータ駆動部25からの駆動信号Ad2により駆動されるようになっている。
Here, the first
また、第1の撮像部12および第2の撮像部22は、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどの固体撮像素子を用いたものであり、第1の光学系11の光軸は、第1の撮像部12を構成する固体撮像素子(右側撮像素子)の受光面の中心に立てた法線に一致しており、第2の光学系21の光軸は、第2の撮像部22を構成する固体撮像素子(左側撮像素子)の受光面の中心に立てた法線に一致している。第1の光学系11の光軸と第2の光学系21の光軸は平行であり、第1の撮像部12と第2の撮像部22との視差は、第1の光学系11の光軸と第2の光学系21の光軸との離間距離である。
The
図3は、本発明の実施形態1による複眼撮像装置を説明する図であり、この複眼撮像装置により被写体を撮像している状態(図3(a))、およびこの複眼撮像装置による被写体の撮像により得られた一対の視差画像(図3(b)、図3(c))を示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining a compound eye imaging device according to
複眼撮像装置100は、第1の光学系11の焦点を一方の視差画像(右目用画像)Rvにおける第1の焦点評価領域Raf内の画像に基づいて決定し、第2の光学系21の焦点を他方の視差画像(左目用視差画像)Lvにおける第2の焦点評価領域Laf内の画像に基づいて決定する焦点決定部(信号処理部)31と、撮像により得られた立体画像を表示するモニタ部40とを備えている。ここで、モニタ部40は、例えば液晶表示パネルと視差バリアとを備え、一対の視差画像を立体画像が認識されるよう表示可能な構成となっている。
The compound-
この信号処理部31は、第1の撮像部12と第2の撮像部22との視差に基づいて、他方の視差画像(左目用画像)Lvに対する第2の焦点評価領域Lafの相対位置が一方の視差画像(右目用画像)Rvに対する第1の焦点評価領域Rafの相対位置に一致するよう、他方の視差画像(左目用画像)Lvに対する第2の焦点評価領域Lafの相対位置を調整し、第1の焦点評価領域Raf内の画像を構成する各画素の輝度値Rd1を第1の焦点評価領域Rafに渡って順次出力し、第2の焦点評価領域Laf内の画像を構成する各画素の輝度値Rd2を第2の焦点評価領域Lafに渡って順次出力するデジタル信号処理回路32を有している。なお、図3(b)及び図3(c)中、Raは第1の撮像部12による撮像領域(つまり、第1の光学系11により決まる第1の撮像部12の視野)、Laは第2の撮像部22による撮像領域(つまり、第2の光学系21により決まる第2の撮像部22の視野)である。
Based on the parallax between the
また、この信号処理部31は、第1の焦点評価領域Raf内の画像を構成する各画素の輝度値Rd1を第1の焦点評価領域Rafに渡って積算して第1の焦点評価領域Rafでの焦点評価値Daf1を出力する第1のAF積算部13と、第2の焦点評価領域Laf内の画像を構成する各画素の輝度値Rd2を第2の焦点評価領域Lafに渡って積算して第2の焦点評価領域Lafでの焦点評価値Daf2を出力する第2のAF積算部23と、第1の焦点評価領域Rafでの焦点評価値Daf1に基づいてレンズ位置を計算してレンズ位置信号Dp1を出力する第1のレンズ位置計算部14と、第2の焦点評価領域Lafでの焦点評価値Daf2に基づいてレンズ位置を計算して第2のレンズ位置信号Dp2を出力する第2のレンズ位置計算部24とを有している。
In addition, the
第1および第2のAF積算部13および23では、第1および第2の焦点評価値Daf1およびDaf2はそれぞれ、第1および第2の光学系11および21における焦点レンズの光軸に沿った移動経路に予め設定された複数の測定点毎に求められ、第1および第2のレンズ位置計算部14および24では、第1および第2の焦点評価値Adf1およびAdf2が最も大きい測定点がレンズ位置として決定され、このレンズ位置を示すレンズ位置情報Dp1およびDp2が第1および第2のアクチュエータ駆動部15、25に出力される。
In the first and second
なお、第1の焦点評価値Aaf1は、第1の光学系11の焦点が第1の焦点評価領域Raf内の画像に対して合っている程度を評価するための値であり、また、第2の焦点評価値Aaf2は、第2の光学系21の焦点が第2の焦点評価領域Laf内の画像に対して合っている程度を評価するための値である。また、アクチュエータ駆動部15および25は、操作者が装置筺体101の操作ボタン(シャッターボタン)102を半押しにしたとき、この操作ボタン102からの操作信号Sopにより各光学系11、12の焦点レンズ11aを、光軸に沿って図5に示すように移動開始点Spから移動終了点Epまで移動させ、レンズ位置計算部14、24からレンズ位置情報Dp1およびDp2が入力されたとき、このレンズ位置情報が示す位置に焦点レンズを移動させる構成となっている。なお、図5中、Fは焦点評価値Aaf1の大きさ、Lpは移動開始点Spから移動終了点Epまでの間のレンズ位置を示している。
The first focus evaluation value Aaf1 is a value for evaluating the degree to which the first
図6は、本発明の実施形態1による複眼撮像装置を構成するデジタル信号処理回路を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a digital signal processing circuit constituting the compound eye imaging apparatus according to
デジタル信号処理回路32は、第1の撮像部12により被写体Tを撮像して得られる右目用画像の画像データDv1を記憶する第1のフレームメモリ32aと、第2の撮像部22により被写体Tを撮像して得られる左目用画像の画像データDv2を記憶する第2のフレームメモリ32bと、それぞれのフレームメモリ32aおよび32bに格納された画像RvおよびLvに対してそれぞれ第1および第2のAF評価領域RafおよびLafを設定するAF評価領域設定部32eと、フレームメモリ32aに格納された画像Rvにおける第1のAF評価領域Rafの画素の画素値Px1を読み出して、第1のAF評価領域Rafを構成する画素の輝度値Rd1を出力する第1の輝度値生成部32cと、フレームメモリ32bに格納された画像Lvにおける第2のAF評価領域Lafの画素の画素値Px2を読み出して、第2のAF評価領域Lafを構成する画素の輝度値Rd2を出力する第2の輝度値生成部32dとを有している。
The digital
ここで、AF評価領域設定部32eは、第1のフレームメモリ32aに格納された右目用画像Rvに対しては第1の焦点評価領域Rafをその中央に位置するよう設定し、第2のフレームメモリ32bに格納された左目用画像Lvに対しては第2の焦点評価領域Lafを、左目用画像Lvに対する第2の焦点評価領域Lafの相対位置が、右目用画像Rvに対する第1の焦点評価領域Rafの相対位置に一致するよう設定する構成となっている。
Here, the AF evaluation
次に動作について説明する。 Next, the operation will be described.
図7は、この実施形態1による複眼撮像装置による撮像処理の流れを説明する図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining the flow of imaging processing by the compound eye imaging apparatus according to the first embodiment.
図3(a)に示すように、操作者が本実施形態1の複眼撮像装置100により被写体Tを撮像する場合、複眼撮像装置100のモニタ部40の表示画面Vに表示された画像を見ながら複眼撮像装置100を撮影する方向に向け、操作ボタン(シャッターボタン)102を半押しにすると、操作ボタン102からは、操作者による操作信号Sopとしてピント位置指定を指令する信号が信号処理部31および第1、第2のアクチュエータ駆動部15、25に出力される(ステップS1)。
As shown in FIG. 3A, when the operator images the subject T with the compound
続いて、AF評価領域設定部32eは、被写体Tの立体画像を形成する一対の視差画像のうちの右目用画像Rvを撮像する第1の撮像部12に対しては、その撮像領域Raの中央に第1のAF評価領域Rafを設定し、被写体Tの立体画像を形成する一対の視差画像のうちの左目用画像Lvを撮像する第2の撮像部22に対しては、その撮像領域Laの中央からこれらの撮像部12および22の視差に相等する距離だけ水平方向にずれた位置に第2のAF評価領域Lafを設定する(ステップS2)。これにより、第1の撮像部12により撮像された画像Rvに対する第1のAF評価領域Rafの相対位置と、第2の撮像部22により撮像された画像Lvに対する第2のAF評価領域Lafの相対位置とが実質的に一致することとなる。
Subsequently, the AF evaluation
ここで、第1の撮像部12の撮像領域(第1の光学系11により決まる第1の撮像部12の視野)Raに対する第1のAF評価領域Rafの設定は、AF評価領域設定部32eからの指令信号Ea1により、第1の撮像部12から得られる右目用画像Rvの画像データDv1を格納する第1のフレームメモリ32aに対して行われ、第1のフレームメモリ32aの、第1のAF評価領域Rafに対応する領域の画像データがAF動作に用いられる。また、第2の撮像部22の撮像領域(第2の光学系21により決まる第2の撮像部22の視野)Laに対する第2のAF評価領域Lafの設定は、AF評価領域設定部32eからの指令信号Ea2により、第2の撮像部22から得られる左目用画像Lvの画像データDv2を格納する第2のフレームメモリ32bに対して行われ、第2のフレームメモリ32bの、第2のAF評価領域Lafに対応する領域の画像データがAF動作に用いられる。
Here, the setting of the first AF evaluation area Raf with respect to the imaging area (the visual field of the
このようにAF評価領域が設定された後、AF動作を開始する(ステップS3)。 After the AF evaluation area is set in this way, the AF operation is started (step S3).
第1のアクチュエータ駆動部15からの駆動信号Ad1により第1のアクチュエータ16が第1の光学系11の焦点レンズを移動開始点Spから移動終了点Epに向けて移動させ、この移動開始点Spから移動終了点Epまでの間の予め設定されている測定点毎にAF評価値が求められる。
The
具体的には、第1の光学系11で焦点レンズが1つの測定点に位置しているとき、第1の撮像部12から得られる画像データDv1が第1のフレームメモリ32aに格納され、第1の輝度値生成部32cでは、この第1のフレームメモリ32aの、第1のAF評価領域Rafに対応する領域の画像データに基づいて、このAF評価領域Rafの画像を構成する各画素の輝度値Rd1を生成する。この輝度値Rd1は、第1のAF積算部13でAF評価領域Rafの全体に渡って積算され、輝度値Rd1の積算値がこの測定点に対する第1のAF評価値Daf1として第1のレンズ位置計算部14に出力される。
Specifically, when the focus lens is located at one measurement point in the first
第1のレンズ位置計算部14では、各測定点で上記のように求められた第1のAF評価値Daf1を比較し、最も大きな第1のAF評価値Daf1が得られた測定点を、第1の光学系11の焦点が合った合焦位置として判定し、この合焦位置を示す第1のレンズ位置情報Dp1を第1のアクチュエータ駆動部15に出力する。これにより第1のアクチュエータ駆動部15は、第1の光学系11における焦点レンズが合焦位置に移動するよう第1のアクチュエータ16を駆動する。
The first lens
また、同様に第2のアクチュエータ駆動部25からの駆動信号Ad2により第2のアクチュエータ26が第2の光学系21の焦点レンズを移動開始点Spから移動終了点Epに向けて移動させ、この移動開始点Spから移動終了点Epまでの間の予め設定されている測定点毎にAF評価値が求められる。
Similarly, the
具体的には、第2の光学系21で焦点レンズが1つの測定点に位置しているとき、第2の撮像部22から得られる画像データDv2が第2のフレームメモリ32bに格納され、第2の輝度値生成部32dでは、この第2のフレームメモリ32bの、第2のAF評価領域Lafに対応する領域の画像データに基づいて、このAF評価領域Lafの画像を構成する各画素の輝度値Rd2を生成する。この輝度値Rd2は、第2のAF積算部23でAF評価領域Lafの全体に渡って積算され、輝度値Rd2の積算値がこの測定点に対する第2のAF評価値Daf2として第2のレンズ位置計算部24に出力される。
Specifically, when the focus lens is located at one measurement point in the second
第2のレンズ位置計算部24では、各測定点で上記のように求められた第2のAF評価値Daf2を比較し、最も大きな第2のAF評価値Daf2が得られた測定点を、第2の光学系21の焦点が合った合焦位置として判定し、この合焦位置を示す第2のレンズ位置情報Dp2を第2のアクチュエータ駆動部25に出力する。これにより第2のアクチュエータ駆動部25は、第2の光学系21における焦点レンズが合焦位置に移動するよう第2のアクチュエータ26を駆動する(ステップS4)。
The second lens
その後、操作者が操作ボタン(シャッターボタン)102を完全に押し込むと、操作ボタンから撮影指令信号が操作信号Sopとして制御部32fに出力され、それぞれの撮像部12、22に対応する光学系の焦点が合った状態で、それぞれの撮像部12、22により被写体の撮像が行われ、これにより得られた右目用画像および左目用画像の画像データDv1およびDv2がそれぞれの撮像部に対応するフレームメモリ32a、32bに格納され、さらに制御部32fの制御により、フレームメモリ32a、32bに格納された画像データRDv1およびRDv2がデジタル出力として出力される。
Thereafter, when the operator completely pushes down the operation button (shutter button) 102, a shooting command signal is output from the operation button to the
このように本実施形態1では、被写体の立体画像を形成する一対の視差画像(右目用画像および左目用画像)を被写体の撮影により得る複眼撮像装置100において、被写体を右目用画像Rvが得られるよう撮像する第1の撮像部12と、被写体を左目用画像Lvが得られるよう撮像する第2の撮像部22と、被写体からの光を第1の撮像部12に導入する第1の光学系11と、被写体からの光を第2の撮像部22に導入する第2の光学系21と、第1の光学系11の焦点を右目用画像Rvにおける第1の焦点評価領域Raf内の画像に基づいて決定し、第2の光学系21の焦点を左目用画像Lvにおける第2の焦点評価領域Laf内の画像に基づいて決定する信号処理部31とを備え、第1の撮像部12と第2の撮像部22との視差に基づいて、左目用画像に対する第2の焦点評価領域の相対位置が、右目用画像に対する第1の焦点評価領域の相対位置に一致するよう、左目用画像に対する第2の焦点評価領域の相対位置を調整するので、画角の異なる右目用画像と左目用画像を撮像するための各光学系の焦点を適切な位置に簡単に合わせることができ、これにより自動ピント合わせに要する制御時間を短時間に抑えつつ、一対の視差画像として鮮明な立体画像を形成することができる画像を撮像することができる。
As described above, in the first embodiment, in the compound-
つまり、この実施形態1では、複眼式撮像装置において、第1および第2の光学系の双方の焦点レンズを同時に動作させて別々にピント合わせを行うので、立体画像を形成する右目用画像および左目用画像ともに鮮明な画像を得ることができる。 In other words, in the first embodiment, in the compound-eye imaging device, both the focusing lenses of the first and second optical systems are operated simultaneously to perform focusing separately. Therefore, the right-eye image and the left-eye that form a stereoscopic image A clear image can be obtained together with the image for use.
また、このように双方の撮像部の光学系における焦点レンズを動作させて別々に自動ピント合わせ動作(AF動作)を行うと、自動ピント合わせに用いる画像データを取得する領域(AF評価領域)は、左右の撮像部の視差に応じて、非常に異なる場合があるが、本実施形態の複眼撮像装置では、右目用画像と左目用画像とで、それぞれに対するAF評価領域の相対位置を一致するようにAF評価領域を設定するので、左目用画像を撮像する撮像部の光学系で自動ピント合わせに用いる画像データを取得する、左目用画像における領域を、右目用画像を撮像する撮像部の光学系で自動ピント合わせに用いる画像データを取得する、右目用画像における領域に実質的に一致させることができる。言い換えると、左目用画像を撮像する撮像部の光学系での自動ピント合わせと、左目用画像を撮像する撮像部の光学系での自動ピント合わせとを、適切なAF評価用の画像データを用いて行うことができ、複眼撮像装置におけるAF動作を精度よく行うことが可能になる。 In addition, when the focusing lens (AF operation) is separately operated by operating the focusing lens in the optical systems of both imaging units in this way, an area (AF evaluation area) for acquiring image data used for automatic focusing is obtained. Depending on the parallax between the left and right imaging units, there may be very different cases. However, in the compound-eye imaging device of this embodiment, the relative positions of the AF evaluation areas for the right-eye image and the left-eye image are matched. Since the AF evaluation area is set in the optical system of the imaging unit that acquires the image data used for automatic focusing by the optical system of the imaging unit that captures the image for the left eye, the optical system of the imaging unit that captures the area for the image for the left eye Thus, the image data used for automatic focusing can be substantially matched with the area in the right-eye image. In other words, automatic focusing in the optical system of the imaging unit that captures the image for the left eye and automatic focusing in the optical system of the imaging unit that captures the image for the left eye are performed using image data for appropriate AF evaluation. Therefore, the AF operation in the compound eye imaging apparatus can be performed with high accuracy.
例えば、図4(a)および図4(b)に示すように、右目用画像Rvと左目用画像Lvとに対してAF評価領域RafおよびLafを、それぞれの画像の中央に位置するよう設定した場合、条件によっては、これらの図に示すように、それぞれの撮像部に対応する光学系のピント合わせに、被写体の画像の異なる部分の画像データを用いてしまう場合があるが、本実施形態1では、図4(c)および図4(d)に示すように、右目用画像Rvと左目用画像Lvとに対してAF評価領域RafおよびLafを、AF評価領域内の画像が実質的に同じになるように設定するので、2つの撮像部の視差によりこれらの撮像部で撮像して得られる画像の画角がずれている場合でも、鮮明な立体画像を得るためのピント合わせを、2つの撮像部に対応する2つの光学系で精度よく簡単に行うことができる。 For example, as shown in FIGS. 4A and 4B, the AF evaluation regions Raf and Laf are set to be positioned at the center of each image for the right-eye image Rv and the left-eye image Lv. In some cases, depending on conditions, as shown in these drawings, image data of different parts of the subject image may be used to focus the optical system corresponding to each imaging unit. Then, as shown in FIGS. 4C and 4D, the AF evaluation areas Raf and Laf are substantially the same as the images in the AF evaluation area for the right-eye image Rv and the left-eye image Lv. Therefore, even when the angle of view of the images obtained by these imaging units is shifted due to the parallax between the two imaging units, the focus adjustment for obtaining a clear stereoscopic image is Corresponding to the imaging unit It is possible to accurately easily with two optical systems.
なお、上記実施形態1では、AF評価値は、AF評価領域内の画像を構成する各画素の輝度値を用いて計算したが、AF評価値は、AF評価領域内の画像を構成する各画素の輝度値に代えて、AF評価領域内の画像における隣接する画素間の輝度差を用いて計算してもよい。 In the first embodiment, the AF evaluation value is calculated using the luminance value of each pixel constituting the image in the AF evaluation area. However, the AF evaluation value is calculated for each pixel constituting the image in the AF evaluation area. Instead of the luminance value, the luminance difference between adjacent pixels in the image in the AF evaluation area may be used for calculation.
また上記実施形態1では、第1の撮像部の光学系のピント合わせに用いる画像データを取得するAF評価領域を、常にこの第1の撮像部により得られた右目用画像の中央部に設定するものを示したが、このAF評価領域は、操作者の操作により右目用画像内の任意の位置に設定するようにしてもよい。 In the first embodiment, the AF evaluation area for acquiring the image data used for focusing the optical system of the first imaging unit is always set at the center of the right-eye image obtained by the first imaging unit. Although shown, the AF evaluation area may be set at an arbitrary position in the right-eye image by the operation of the operator.
この場合、図6に示すAF評価領域設定部32eを、操作者による、AF設定領域の移動を指令する指令信号を操作信号Sopとして受けたとき、第1の輝度値生成部32cに対して、図8(a)に示すように、第1のフレームメモリ32aから自動ピント合わせに用いる画像データを読み出す初期設定の領域Rafを、操作者が指令した指令領域Raf1に置き換えるよう第1の輝度値生成部32cを制御する構成とすることが望ましい。
In this case, when the AF evaluation
また、操作者によるAF設定領域の置き換えの指示は、複眼撮像装置のモニタ部40の表示画面Vに予め設定されている複数の領域から選択することにより行うようにしてもよい。
Also, the replacement instruction of the AF setting area by the operator may be performed by selecting from a plurality of areas set in advance on the display screen V of the
例えば、図2に示すモニタ部40を、図8(b)に示すように、画像を表示する表示画面と、この表示画面上に重ねて配置され、複数の区画領域Vr1〜Vr9に区分されているタッチパネルTaとを有し、被写体の撮像により得られた一対の視差画像を立体画像が認識されるよう表示画面上に表示する構成とし、AF評価領域設定部32eを、表示画面における、前記複数の区画領域のうちの操作者のタッチ操作により指定された区画領域(例えば中央の区画領域Vr5)に対応する領域を、第1の焦点評価領域Raf1として設定するよう構成してもよい。
For example, as shown in FIG. 8B, the
また、上記説明では、AF評価領域と左目用画像との相対位置を、AF評価領域と右目用画像との相対位置に合わせる場合について説明したが、これは逆でも良く、つまりAF評価領域と右目用画像との相対位置を、AF評価領域と左目用画像との相対位置に合わせるようにしてもよい。 In the above description, the case where the relative position between the AF evaluation area and the left-eye image is matched with the relative position between the AF evaluation area and the right-eye image has been described, but this may be reversed, that is, the AF evaluation area and the right-eye image. The relative position with the image for use may be matched with the relative position between the AF evaluation area and the image for the left eye.
さらに、上記実施形態1では、特に説明しなかったが、上記実施形態1の複眼撮像装置を撮像部に用いた、例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの、画像入力デバイスを有した電子情報機器について以下簡単に説明する。
(実施形態2)
図9は、本発明の実施形態2として、実施形態1の固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
Further, although not specifically described in the first embodiment, a digital camera such as a digital video camera or a digital still camera, an image input camera, a scanner, or the like using the compound eye imaging device of the first embodiment as an imaging unit. An electronic information device having an image input device such as a facsimile or a camera-equipped cellular phone will be briefly described below.
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of an electronic information device using the solid-state imaging device of
図9に示す本発明の実施形態2による電子情報機器90は、本発明の上記実施形態1の複眼撮像装置を、被写体の撮影を行う撮像部91として備えたものであり、このような撮像部による撮影により得られた高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部92と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示部93と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信部94と、この画像データを印刷(印字)して出力(プリントアウト)する画像出力部95とのうちの少なくともいずれかを有している。
An
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。 As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.
本発明は、複眼撮像装置、複眼撮像装置の焦点合わせ方法、および電子情報機器の分野において、画角の異なる左右一対の視差画像のそれぞれを撮像するための光学系の焦点を適切な位置に簡単に合わせることができ、これにより自動ピント合わせに要する制御時間を短時間に抑えつつ、鮮明な立体画像を得るための左右一対の視差画像を取得することができる複眼撮像装置、複眼撮像装置の焦点合わせ方法、及びこのような複眼撮像装置を用いた電子情報機器を実現することができる。 In the fields of a compound-eye imaging device, a focusing method for a compound-eye imaging device, and an electronic information device, the focus of an optical system for capturing each of a pair of left and right parallax images with different angles of view is easily set to an appropriate position The compound eye imaging device capable of acquiring a pair of left and right parallax images for obtaining a clear stereoscopic image while suppressing the control time required for automatic focusing in a short time, and the focus of the compound eye imaging device A matching method and an electronic information device using such a compound eye imaging device can be realized.
11 第1の光学系
12 第1の撮像部(右側撮像素子)
13 第1のAF積算部
14 第1のレンズ位置計算部
15 第1のアクチュエータ駆動部
16 第1のアクチュエータ
21 第2の光学系
22 第2の撮像部(左側撮像素子)
23 第2のAF積算部
24 第2のレンズ位置計算部
25 第2のアクチュエータ駆動部
26 第2のアクチュエータ
31 信号処理部
32 デジタル信号処理回路
32a 第1のフレームメモリ
32b 第2のフレームメモリ
32c 第1の輝度値生成部
32d 第2の輝度値生成部
40 モニタ部
100 複眼撮像装置
101 装置筐体
102 操作ボタン
Ad1、Ad2 駆動信号
Daf1 第1のAF評価値
Daf2 第2のAF評価値
Dv1、Dv2 画像データ
Ep 移動終了点
H 人物画像
La 撮像領域(第2の撮像部の視野)
Laf 第2の焦点評価領域
Lv 左目用画像(他方の視差画像)
Ra 撮像領域(第1の撮像部の視野)
Raf 第1の焦点評価領域
Rd1、Rd2 輝度値
Rv 右目用画像(一方の視差画像)
Sop 操作信号
Sp 移動開始点
T 被写体
11 1st
13 First
23 Second
Laf Second focus evaluation area Lv Left eye image (the other parallax image)
Ra imaging area (field of view of first imaging unit)
Raf First focus evaluation region Rd1, Rd2 Luminance value Rv Right eye image (one parallax image)
Sop operation signal Sp Movement start point T Subject
Claims (12)
該被写体を該一対の視差画像の一方が得られるよう撮像する第1の撮像部と、
該被写体を該一対の視差画像の他方が得られるよう撮像する第2の撮像部と、
該被写体からの光を第1の撮像部に導入する第1の光学系と、
該被写体からの光を第2の撮像部に導入する第2の光学系と、
該第1の光学系の焦点を該一方の視差画像における第1の焦点評価領域内の画像に基づいて決定し、該第2の光学系の焦点を該他方の視差画像における第2の焦点評価領域内の画像に基づいて決定する焦点決定部と
を備え、
該焦点決定部は、該第1の撮像部と該第2の撮像部との視差に基づいて、該他方の視差画像に対する該第2の焦点評価領域の相対位置が、該一方の視差画像に対する該第1の焦点評価領域の相対位置に一致するよう、該他方の視差画像に対する該第2の焦点評価領域の相対位置を調整する、複眼撮像装置。 A compound eye imaging device that obtains a pair of parallax images forming a stereoscopic image of a subject by photographing the subject,
A first imaging unit that images the subject so that one of the pair of parallax images is obtained;
A second imaging unit that images the subject so that the other of the pair of parallax images is obtained;
A first optical system for introducing light from the subject into a first imaging unit;
A second optical system for introducing light from the subject into a second imaging unit;
The focus of the first optical system is determined based on the image in the first focus evaluation region in the one parallax image, and the focus of the second optical system is determined as the second focus evaluation in the other parallax image. A focus determining unit that determines based on an image in the region,
The focus determination unit is configured such that a relative position of the second focus evaluation region with respect to the other parallax image is relative to the one parallax image based on parallax between the first imaging unit and the second imaging unit. A compound-eye imaging apparatus that adjusts the relative position of the second focus evaluation region with respect to the other parallax image so as to coincide with the relative position of the first focus evaluation region.
前記焦点決定部は、
操作者の操作信号に基づいて前記一方の視差画像に対する前記第1の焦点評価領域の相対位置を決定し、前記他方の視差画像に対する前記第2の焦点評価領域の相対位置を、該一方の視差画像に対する該第1の焦点評価領域の相対位置に一致させる評価領域設定部を有する、複眼撮像装置。 The compound eye imaging device according to claim 1,
The focus determination unit
A relative position of the first focus evaluation area with respect to the one parallax image is determined based on an operation signal of the operator, and a relative position of the second focus evaluation area with respect to the other parallax image is determined based on the one parallax. A compound eye imaging apparatus having an evaluation area setting unit for matching the relative position of the first focus evaluation area with respect to an image.
前記評価領域設定部は、
前記操作者の操作信号に基づいて、前記第1の焦点評価領域が前記一方の視差画像上の任意の位置に設定されるよう構成されている、複眼撮像装置。 The compound eye imaging apparatus according to claim 2,
The evaluation area setting unit includes:
A compound-eye imaging device configured to set the first focus evaluation region at an arbitrary position on the one parallax image based on an operation signal of the operator.
画像を表示する表示画面と、該表示画面上に重ねて配置され、複数の区画領域に区分されているタッチパネルとを有し、前記被写体の撮像により得られた前記一対の視差画像を該被写体の立体画像が認識されるよう該表示画面上に表示するモニタ部を備え、
前記評価領域設定部は、該表示画面に表示された一対の視差画像の一方における、前記複数の区画領域のうちの前記操作者のタッチ操作により指定された区画領域に対応する領域を、前記第1の焦点評価領域として設定するよう構成されている、複眼撮像装置。 In the compound eye imaging device according to claim 1 or 2,
A display screen for displaying an image, and a touch panel arranged on the display screen and divided into a plurality of partitioned areas, and the pair of parallax images obtained by imaging the subject A monitor unit for displaying on the display screen so that a stereoscopic image is recognized;
The evaluation area setting unit selects an area corresponding to a partition area designated by a touch operation of the operator among the plurality of partition areas in one of the pair of parallax images displayed on the display screen. A compound eye imaging device configured to be set as one focus evaluation region.
前記焦点決定部は、
前記第1の焦点評価領域を前記一方の視差画像の中央に設定するよう構成されている、複眼撮像装置。 The compound eye imaging device according to claim 1,
The focus determination unit
A compound-eye imaging device configured to set the first focus evaluation region at the center of the one parallax image.
前記焦点決定部は、
前記第1の光学系の焦点が前記第1の焦点評価領域内の画像に対して合っている程度を評価するための第1の焦点評価値を算出する第1の評価値算出部と、
該第1の焦点評価値に基づいて該第1の光学系における焦点位置を算出する第1の焦点位置計算部と、
前記第2の光学系の焦点が前記第2の焦点評価領域内の画像に対して合っている程度を評価するための第2の焦点評価値を算出する第2の評価値算出部と、
該第2の焦点評価値に基づいて該第2の光学系における焦点位置を算出する第2の焦点位置計算部と
を有する、複眼撮像装置。 In the compound eye imaging device according to any one of claims 1 to 5,
The focus determination unit
A first evaluation value calculation unit for calculating a first focus evaluation value for evaluating the degree to which the first optical system is in focus with respect to the image in the first focus evaluation region;
A first focus position calculation unit that calculates a focus position in the first optical system based on the first focus evaluation value;
A second evaluation value calculation unit that calculates a second focus evaluation value for evaluating the degree to which the second optical system is in focus with respect to the image in the second focus evaluation region;
A compound eye imaging apparatus comprising: a second focus position calculation unit that calculates a focus position in the second optical system based on the second focus evaluation value.
前記第1の焦点評価値は、前記第1の焦点評価領域内の画像を構成する各画素の輝度値を該第1の焦点評価領域全体に渡って積算して得られる値であり、
前記第2の焦点評価値は、前記第2の焦点評価領域内の画像を構成する各画素の輝度値を該第2の焦点評価領域全体に渡って積算して得られる値である、複眼撮像装置。 The compound eye imaging device according to claim 6,
The first focus evaluation value is a value obtained by integrating the luminance value of each pixel constituting the image in the first focus evaluation area over the entire first focus evaluation area,
The second focus evaluation value is a compound eye image obtained by integrating the luminance value of each pixel constituting the image in the second focus evaluation area over the entire second focus evaluation area. apparatus.
前記第1の焦点評価値は、前記第1の焦点評価領域内の画像における隣接する画素間の輝度差を該第1の焦点評価領域全体に渡って積算して得られる値であり、
前記第2の焦点評価値は、前記第2の焦点評価領域内の画像における隣接する画素間の輝度差を該第2の焦点評価領域全体に渡って積算して得られる値である、複眼撮像装置。 The compound eye imaging device according to claim 6,
The first focus evaluation value is a value obtained by integrating the luminance difference between adjacent pixels in the image in the first focus evaluation area over the entire first focus evaluation area,
The second focus evaluation value is a value obtained by integrating the luminance difference between adjacent pixels in the image in the second focus evaluation area over the entire second focus evaluation area. apparatus.
前記第1の光学系の光軸と前記第2の光学系の光軸は平行であり、
前記第1の撮像部と前記第2の撮像部との視差は、該第1の光学系の光軸と該第2の光学系の光軸との離間距離である、複眼撮像装置。 In the compound eye imaging device according to any one of claims 1 to 8,
The optical axis of the first optical system and the optical axis of the second optical system are parallel,
The compound-eye imaging device, wherein the parallax between the first imaging unit and the second imaging unit is a separation distance between the optical axis of the first optical system and the optical axis of the second optical system.
前記第1の光学系は、第1の焦点レンズを含み、該第1の焦点レンズの該第1の光学系の光軸上での移動により該第1の光学系の焦点位置が調整されるよう構成されており、
前記第2の光学系は、第2の焦点レンズを含み、該第2の焦点レンズの該第2の光学系の光軸上での移動により該第2の光学系の焦点位置が調整されるよう構成されている、複眼撮像装置。 The compound eye imaging device according to claim 9,
The first optical system includes a first focus lens, and a focal position of the first optical system is adjusted by movement of the first focus lens on the optical axis of the first optical system. It is configured as
The second optical system includes a second focus lens, and a focal position of the second optical system is adjusted by movement of the second focus lens on the optical axis of the second optical system. A compound eye imaging device configured as described above.
該第1の撮像部に該被写体の光を導入する第1の光学系の焦点を該一方の視差画像における第1の焦点評価領域内の画像に基づいて決定し、該第2の撮像部に該被写体からの光を導入する第2の光学系の焦点を該他方の視差画像における第2の焦点評価領域内の画像に基づいて決定するステップを含み、
該ステップでは、該第1の撮像部と該第2の撮像部との視差に基づいて、該他方の視差画像に対する該第2の焦点評価領域の相対位置が、該一方の視差画像に対する該第1の焦点評価領域の相対位置に一致するよう、該他方の視差画像に対する該第2の焦点評価領域の相対位置を調整する、複眼撮像装置の焦点合わせ方法。 A method for focusing a compound-eye imaging device in which one of a pair of parallax images forming a stereoscopic image of a subject is captured by a first imaging unit and the other of the pair of parallax images is captured by a second imaging unit. ,
The focus of the first optical system that introduces the light of the subject into the first imaging unit is determined based on the image in the first focus evaluation area in the one parallax image, and the second imaging unit Determining a focus of a second optical system for introducing light from the subject based on an image in a second focus evaluation region in the other parallax image;
In this step, based on the parallax between the first imaging unit and the second imaging unit, the relative position of the second focus evaluation region with respect to the other parallax image is the first position with respect to the one parallax image. A focusing method for a compound-eye imaging apparatus, wherein the relative position of the second focus evaluation area with respect to the other parallax image is adjusted so as to coincide with the relative position of one focus evaluation area.
該撮像部として、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の複眼撮像装置を用いた、電子情報機器。 An electronic information device including an imaging unit,
An electronic information device using the compound-eye imaging device according to any one of claims 1 to 10 as the imaging unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011252654A JP2013109079A (en) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | Compound-eye imaging device, focusing method of the same and electronic information device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011252654A JP2013109079A (en) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | Compound-eye imaging device, focusing method of the same and electronic information device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013109079A true JP2013109079A (en) | 2013-06-06 |
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ID=48705916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011252654A Pending JP2013109079A (en) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | Compound-eye imaging device, focusing method of the same and electronic information device |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013109079A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016191927A (en) * | 2016-06-09 | 2016-11-10 | ソニー株式会社 | Image-capturing device, auto focus method, and program |
| JP2020118754A (en) * | 2019-01-21 | 2020-08-06 | シャープ株式会社 | Electronic apparatus, control device, method of controlling electronic apparatus, and control program |
-
2011
- 2011-11-18 JP JP2011252654A patent/JP2013109079A/en active Pending
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