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攝像裝置及攝像方法_5

文檔序號(hào):9260846閱讀:來源:國(guó)知局
的圖像。
[0231]此外,在3D拍攝模式時(shí),液晶快門115上形成的非透過區(qū)域115a的水平方向X的寬度L也可對(duì)應(yīng)被攝體亮度以外的信息進(jìn)行變化。例如,也可對(duì)應(yīng)拍攝距離(被攝體距離)來確定非透過區(qū)域115a的寬度?;蛘吲臄z鏡頭12在焦距可變時(shí)可還對(duì)應(yīng)該焦距來確定非透過區(qū)域115a的寬度。
[0232]拍攝無限遠(yuǎn)的遠(yuǎn)景的風(fēng)景圖像時(shí),成對(duì)像素中的靈敏度特性難以分離,拍攝近景圖像時(shí),成對(duì)像素中靈敏度特性易于分離。因此,當(dāng)拍攝距離較近時(shí),優(yōu)先靈敏度,減小非透過區(qū)域115a的寬度變得有效。另一方面,當(dāng)拍攝距離較遠(yuǎn)時(shí),優(yōu)先視差,增大非透過區(qū)域115a的寬度變得有效。如上所述,液晶快門驅(qū)動(dòng)部131優(yōu)選拍攝距離越遠(yuǎn)則越增大非透過區(qū)域115a的寬度。
[0233]并且,當(dāng)焦距較短時(shí),成對(duì)像素中靈敏度特性難以分離,焦距較長(zhǎng)時(shí),成對(duì)像素中靈敏度特性易于分離。因此,當(dāng)焦距較長(zhǎng)時(shí),優(yōu)先靈敏度,減小非透過區(qū)域115a的寬度變得有效。另一方面,當(dāng)焦距較短時(shí),優(yōu)先視差,增大非透過區(qū)域115a的寬度變得有效。如上所述,液晶快門驅(qū)動(dòng)部131優(yōu)選焦距越短則越增大非透過區(qū)域115a的寬度。
[0234]并且,也可對(duì)應(yīng)拍攝場(chǎng)景來確定非透過區(qū)域115a的水平方向X的寬度。
[0235]在夜景等較暗的場(chǎng)景(被攝體的亮度為閾值以下的場(chǎng)景)中,要求高靈敏度,因此優(yōu)先靈敏度(減小非透過區(qū)域115a的寬度),這以外的場(chǎng)景中優(yōu)先視差(增大非透過區(qū)域115a的寬度),從而可對(duì)應(yīng)拍攝場(chǎng)景獲得最佳畫質(zhì)。
[0236]并且,在本實(shí)施方式中,3D拍攝時(shí)優(yōu)選將光圈14設(shè)定為開放狀態(tài),但如果在3D拍攝時(shí)縮小光圈14、且光圈值較大時(shí),也可減小非透過區(qū)域115a的水平方向X的寬度L。即,液晶快門驅(qū)動(dòng)部131在光圈值越大時(shí),越減小非透過區(qū)域115a的水平方向X的寬度L。這種情況下,被攝體亮度越大,則越增大非透過區(qū)域115a的水平方向X的寬度L。
[0237]此外,在較暗的場(chǎng)景中,優(yōu)選使非透過區(qū)域115a的寬度為零,以實(shí)現(xiàn)高靈敏度。
[0238]非透過區(qū)域115a的水平方向X的寬度可僅對(duì)應(yīng)被攝體距離來確定,也可考慮拍攝距離、焦距、拍攝場(chǎng)景中的任意一個(gè)或其組合來確定。
[0239]例如,可對(duì)應(yīng)拍攝距離或焦距以不存在重疊范圍T3的方式設(shè)定了非透過區(qū)域115a的寬度后,對(duì)應(yīng)被攝體亮度調(diào)節(jié)非透過區(qū)域115a的寬度。或者按照被攝體亮度和拍攝距離或焦距的各個(gè)組合來存儲(chǔ)非透過區(qū)域115a的寬度,當(dāng)組合確定時(shí),設(shè)定為與該組合對(duì)應(yīng)的寬度。被攝體亮度也可對(duì)應(yīng)拍攝場(chǎng)景來確定。
[0240]此外,2D拍攝時(shí)的處理可如同第2實(shí)施方式?第4實(shí)施方式中所說明的那樣進(jìn)行。圖19表示在2D拍攝時(shí)進(jìn)行和第2實(shí)施方式一樣的處理(尤其是步驟S13a?S15)的第6實(shí)施方式中的拍攝處理示例的流程。圖20表示在2D拍攝時(shí)進(jìn)行和第3實(shí)施方式一樣的處理(尤其是步驟S13b?S15)的第7實(shí)施方式中的拍攝處理示例的流程。圖21表示在2D拍攝時(shí)進(jìn)行和第4實(shí)施方式一樣的處理(尤其是步驟S13a、S34、S14、S15)的第8實(shí)施方式中的拍攝處理示例的流程。第6實(shí)施方式到第8實(shí)施方式中,步驟S42進(jìn)行和第5實(shí)施方式相同的處理。
[0241](拍攝模式設(shè)定處理)
[0242]圖22是表示在第I實(shí)施方式至第8實(shí)施方式中通用的拍攝模式設(shè)定處理流程的流程圖。該處理由拍攝模式設(shè)定控制部62執(zhí)行。
[0243]電源接通時(shí),攝像裝置10變?yōu)榇龣C(jī)狀態(tài)(步驟S51)。在待機(jī)狀態(tài)下,通過操作部38接受拍攝模式的選擇指示操作。
[0244]接受了選擇指示操作后,判斷所選擇指示的拍攝模式是2D拍攝模式還是3D拍攝模式(步驟S52) ο
[0245]當(dāng)選擇指示的是3D拍攝模式時(shí),設(shè)定3D拍攝模式(步驟S53)。
[0246]當(dāng)選擇指示的是2D拍攝模式時(shí),判斷是否大于記錄像素?cái)?shù)(攝像元件16的有效像素?cái)?shù)/2)(步驟S54)。當(dāng)記錄像素?cái)?shù)較大時(shí),設(shè)定高分辨率2D拍攝模式(步驟S55),否則設(shè)定低分辨率(像素相加)2D拍攝模式(步驟S56)。在像素相加2D拍攝模式中,將進(jìn)行記錄的2D圖像的分辨率例如設(shè)定為高分辨率2D拍攝模式的1/2。
[0247]在3D拍攝模式中,對(duì)左圖像及右圖像分別進(jìn)行通常的拜耳處理。
[0248]在像素相加2D拍攝模式處理中,對(duì)全部像素進(jìn)行相加平均處理,抑制因視差引起的圖形噪聲的發(fā)生。
[0249]在本例中,具有生成高分辨率平面(2D)圖像的高分辨率2D拍攝模式、生成分辨率比高分辨率平面圖像低的像素相加平面(2D)圖像的低分辨率(像素相加)2D拍攝模式及生成3D圖像(立體圖像)的3D拍攝模式,當(dāng)設(shè)定了高分辨率2D拍攝模式時(shí),生成高分辨率平面圖像。
[0250]本發(fā)明不限于圖22所示的情況,也可具有生成高分辨率平面圖像的2D圖像拍攝模式及生成3D圖像的3D拍攝模式,當(dāng)設(shè)定為2D拍攝模式時(shí),可生成高分辨率平面圖像。
[0251]圖23是通過攝像元件16拍攝低分辨率(像素相加)2D圖像時(shí)的說明圖。在像素相加2D拍攝模式中,對(duì)A組和B組的成對(duì)的同色2個(gè)像素的攝像信號(hào)進(jìn)行像素相加,并從攝像元件16輸出。
[0252]將圖23中的橢圓所示的成對(duì)像素的信號(hào)電荷通過攝像元件16進(jìn)行像素相加(將信號(hào)電荷彼此相加)后,變換為攝像信號(hào)并輸出,從而可獲得個(gè)數(shù)與像素對(duì)的總數(shù)相同的相當(dāng)于將成對(duì)像素的攝像信號(hào)彼此進(jìn)行相加后的攝像信號(hào),可處理作為這些攝像信號(hào)的集合的攝像圖像信號(hào),獲得2D攝像圖像數(shù)據(jù)。
[0253]或者是,讀出A組的全部像素的攝像圖像信號(hào),讀出B組的全部像素的攝像圖像信號(hào),通過數(shù)字信號(hào)處理部24(圖像處理部)進(jìn)行由成對(duì)像素獲得的攝像信號(hào)的像素相加(將攝像信號(hào)彼此相加),處理像素相加后的攝像圖像信號(hào),可獲得2D的攝像圖像數(shù)據(jù)。
[0254]A組的攝像圖像信號(hào)和B組的攝像圖像信號(hào)中,左右的模糊圖像的位置在A組和B組中偏移,因此將它們直接作為2D圖像顯示時(shí),會(huì)產(chǎn)生偽分辨(雙重圖像)。但是,在像本實(shí)施方式一樣進(jìn)行像素相加(包括在攝像元件16內(nèi)在信號(hào)電荷的狀態(tài)下進(jìn)行相加的情況和在數(shù)字信號(hào)處理部24(圖像處理部)內(nèi)在攝像信號(hào)的狀態(tài)下進(jìn)行相加的情況)時(shí),模糊部分通過相加合成,成為沒有A組、B組像素區(qū)別的一張圖像,可取得高質(zhì)量的2D圖像。
[0255]并且,在低分辨率2D拍攝模式中,液晶快門115的整個(gè)面變?yōu)橥高^區(qū)域,因此成對(duì)像素的像素相加后的入射角度靈敏度特性變?yōu)閳D13的附圖標(biāo)記T4所示,散焦圖像不分離,可取得高質(zhì)量的2D圖像。
[0256](攝像元件的變化)
[0257]接著說明攝像元件16的各種變化。
[0258]首先進(jìn)一步說明圖2所示的攝像元件16。
[0259]圖25是僅記載了圖2A的各像素H)a、PDb上層疊的濾色鏡的排列的圖。圖25所示的“R”、“r”、“G”、“g”、“B”、“b” 表示濾色鏡的顏色(R、r =紅,G、g =綠,B、b =藍(lán))。R、r無顏色區(qū)別,6、8和匕13也同樣。在該攝像元件16中,在位于奇數(shù)行的像素行的所有主像素H)a(以下稱為“A組”)的上方,RGB的濾色鏡呈拜耳排列;在位于偶數(shù)行的像素行的所有主像素H)b (以下稱為“B組”)的上方,rgb的濾色鏡呈拜耳排列。在圖25所示的攝像元件16中,在同一面上平均地混合設(shè)置的A組像素和B組像素中,各像素I對(duì)I地對(duì)應(yīng)設(shè)置,因此A組像素?cái)?shù)、B組像素?cái)?shù)相同。在濾色鏡上(各像素133上)分別層疊有微型透鏡,并且在各像素133的受光面的上部(濾色鏡下)設(shè)置遮光部件開口(圖4B的16B),但這些在圖25中被省略了圖示。
[0260]圖26是表示位于各像素上方的微型透鏡(圓形)138和遮光部件開口之間的位置關(guān)系的圖。在A組的像素中,相對(duì)于微型透鏡138(圖4B的L),使遮光部件開口 133a(圖4B的16B)相對(duì)微型透鏡中心向左側(cè)(從被攝體側(cè)觀察攝像元件16時(shí))偏心地設(shè)置。并且,在B組像素中,相對(duì)于微型透鏡138,使遮光部件開口 133b相對(duì)微型透鏡中心向右側(cè)偏心地設(shè)置。
[0261]A組和B組如下配置:以像素間距的1/2在垂直方向Y及水平方向X上互相錯(cuò)開,因而同色像素(R和r、G和g、B和b)斜向相鄰。將斜向上最相鄰的同色2個(gè)像素作為成對(duì)像素時(shí),成對(duì)像素的一個(gè)遮光部件開口 133a向左側(cè)偏心,另一個(gè)遮光部件開口 133b向右側(cè)偏心。因此,構(gòu)成成對(duì)像素的一個(gè)像素和另一個(gè)像素中,遮光部件開口相對(duì)于微型透鏡138的中心彼此向相反方向錯(cuò)開,因此限制為:通過拍攝光學(xué)系統(tǒng)入射的來自同一被攝體的光的入射角彼此為相反方向。其結(jié)果是,使用攝像元件16拍攝被攝體時(shí),通過遮光部件開口133a受光的A組攝像圖像信號(hào)由右眼觀察被攝體,通過遮光部件開口 133b受光的B組攝像圖像信號(hào)由左眼觀察被攝體,在A組的攝像圖像信號(hào)和B組的攝像圖像信號(hào)之間產(chǎn)生視差。
[0262]被攝體中A組像素和B組像素對(duì)焦的部分在同一位置變?yōu)閷?duì)焦?fàn)顟B(tài),分別成像在A組像素、B組像素上。被攝體中未變?yōu)閷?duì)焦?fàn)顟B(tài)的部分,在A組像素(右眼圖像)和B組像素(左眼圖像)中在左右偏移的位置上形成模糊圖像。該模糊圖像對(duì)應(yīng)被攝體距離與對(duì)焦距離之差作為左右的偏移量(視差)進(jìn)行變化,因此通過將A組的攝像圖像信號(hào)和B組的攝像圖像信號(hào)作為左右的攝像圖像信號(hào),可以以單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)和單一的攝像元件進(jìn)行立體圖像的攝像。
[0263]重放立體圖像時(shí),圖12的數(shù)字信號(hào)處理部24 (圖像處理部)根據(jù)A組攝像圖像信號(hào)生成I張右眼用攝像圖像數(shù)據(jù),保存到記錄介質(zhì)54 (存儲(chǔ)卡),并且在IXD30 (顯示部)上顯示右眼用攝像圖像數(shù)據(jù),根據(jù)B組攝像圖像信號(hào)生成I張左眼用攝像圖像數(shù)據(jù),保存到記錄介質(zhì)54 (存儲(chǔ)卡),并且在IXD30 (顯示部)上顯示左眼用攝像圖像數(shù)據(jù),將被攝體的立體圖像顯示到IXD30 (顯示部)。
[0264]并且,在實(shí)施方式的攝像元件16中,采用圖25的濾色鏡排列,因此對(duì)A組攝像圖像信號(hào)和B組攝像圖像信號(hào)進(jìn)行像素相加后的2D攝像圖像信號(hào)的顏色排列變?yōu)榘荻帕校衫靡延械陌荻帕杏玫膱D像處理技術(shù),圖像處理變得容易。
[0265]在圖25說明的實(shí)施方式中,是奇數(shù)行的像素相對(duì)于偶數(shù)行的像素逐一偏移1/2像素間距的像素排列(所謂蜂巢型像素排列),但像素排列也可是正方型排列。
[0266]圖27表示下述攝像元件16:為了在像素相加的平面圖像中進(jìn)一步降低雙重圖像的產(chǎn)生(偽分辨的產(chǎn)生),在A組和B組中具有使像素的受光區(qū)域重疊的像素排列。該攝像元件16中,A組(第I像素組)及B組(第2像素且)分別在平面視圖中在X方向和與其正交的Y方向二維排列,A組像素和B組像素在Y方向上使受光區(qū)域133a、133b以交錯(cuò)狀且重疊地配置。
[0267]也可是圖28A或圖28B示意性表示的排列的一部分的正方型排列。具體而言,是作為偶數(shù)列整體的像素排列(主像素排列)及作為奇數(shù)列整體的像素排列(副像素排列)均是正方型排列的、雙正方型排列。在圖28A及圖28B中,R、G、B分別是具有紅、綠、藍(lán)的濾鏡的攝像像素,由彼此相鄰的R — R、G — G、B — B的二個(gè)像素(即接近的同色像素)構(gòu)成像素對(duì)。由像素對(duì)中的一個(gè)像素信號(hào)構(gòu)成左圖像的像素,由另一個(gè)像素信號(hào)構(gòu)成右圖像的像素。
[0268]圖29表示在正方型排列的攝像元件16中在A組和B組中使像素的受光區(qū)域重疊的像素排列的情況。在圖29所示的情況下,和圖27所示的情況一樣,A組及B組分別在平面視圖中在X方向和與其正交的Y方向上二維排列,A組像素和B組像素在Y方向上使受光區(qū)域133a、133b以交錯(cuò)狀且重疊地配置。
[0269]并且,在上述實(shí)施方式中,如圖26所示,通過使成對(duì)像素的遮光部件開口彼此向左右的相反方向偏心,而對(duì)成對(duì)像素進(jìn)行光瞳分割,獲得具有視差的2個(gè)攝像圖像信號(hào)。但是,即使不使遮光部件開口偏心也可實(shí)現(xiàn)光瞳分割。例如,使成對(duì)像素的遮光部件的開口在各像素的整個(gè)受光面上開口。進(jìn)一步,也可對(duì)成對(duì)像素安裝橢圓形的一個(gè)微型透鏡,來自同一被攝體的入射角不同的入射光(通過了拍攝光學(xué)系統(tǒng)的不同光瞳區(qū)域的光)分別入射到各個(gè)成對(duì)像素。
[0270]并且,液晶快門115上形成的遮光區(qū)域(非透過區(qū)域)可根據(jù)是橫拍還是縱拍而使形成的方向不同。
[0271]例如,采用像素排列的一部分如圖30所示的攝像元件16,在橫拍時(shí),如圖31A所示,在液晶快門115上形成非透過區(qū)域115a,在縱拍時(shí),如圖31B所示,在液晶快門115上形成非透過區(qū)域115a。并且,也可如圖32所示,在液晶快門115上形成非透過區(qū)域115a
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