以下、添付図面に従って本発明に係る撮像装置の実施の形態の一例について説明する。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る撮像装置100の外観の一例を示す斜視図であり、図2は、図1に示す撮像装置100の背面図である。
撮像装置100は、レンズ交換式カメラであり、カメラ本体200と、カメラ本体200に交換可能に装着される交換レンズ300(撮影レンズ、フォーカスレンズ302)と、を含み、レフレックスミラーが省略されたデジタルカメラである。また、カメラ本体200には、ハイブリッドファインダー(登録商標)220が設けられている。ここで言うハイブリッドファインダー220とは、例えば光学ビューファインダー(以下、「OVF」という)及び電子ビューファインダー(以下、「EVF」という)が選択的に使用されるファインダーを指す。
カメラ本体200と交換レンズ300とは、カメラ本体200に備えられたマウント256と、マウント256に対応する交換レンズ300側のマウント346(図3参照)とが結合されることにより交換可能に装着される。また、交換レンズ300の鏡筒にはフォーカスリングが設けられ、フォーカスリングの回転操作に伴ってフォーカスレンズ302を光軸方向に移動させ、被写体距離に応じた合焦位置で後述の撮像素子20(図3参照)に被写体光を結像させることができる。
カメラ本体200の前面には、ハイブリッドファインダー220に含まれるOVFのファインダー窓241が設けられている。また、カメラ本体200の前面には、ファインダー切替えレバー(ファインダー切替え部)214が設けられている。ファインダー切替えレバー214を矢印SW方向に回動させると、OVFで視認可能な光学像とEVFで視認可能な電子像(ライブビュー画像)との間で切り換わるようになっている(後述)。なお、OVFの光軸L2は、交換レンズ300の光軸L1とは異なる光軸である。また、カメラ本体200の上面には、主としてレリーズスイッチ211及び撮影モードや再生モード等の設定用のダイヤル212が設けられている。
レリーズスイッチ211は、待機位置から中間位置(半押し位置)まで押下される状態と、中間位置を超えた最終押下位置(全押し位置)まで押下される状態と、の2段階の押圧操作が検出可能に構成されている。なお、以下では、「待機位置から半押し位置まで押下される状態」を「半押し状態」といい、「待機位置から全押し位置まで押下される状態」を「全押し状態」という。
本第1実施形態に係る撮像装置100では、レリーズボタン211を半押し状態にすることにより撮影条件の調整が行われ、その後、引き続き全押し状態にすると露光(撮影)が行われる。ここで言う「撮影条件」とは、例えば露出状態及び合焦状態の少なくとも1つを指す。なお、本第1実施形態に係る撮像装置100では、露出状態及び合焦状態の調整が行われる。つまり、レリーズボタン211を半押し状態にすることによりAE(Automatic Exposure、自動露出)機能が働いて露出状態(シャッタースピード、絞りの状態)が設定された後、AF機能が働いて合焦制御される。
カメラ本体200の背面には、OVFのファインダー接眼部242、表示部213、十字キー222、MENU/OKキー224、BACK/DISPボタン225が設けられている。
十字キー222は、メニューの選択、ズームやコマ送り等の各種の指令信号を出力するマルチファンクションのキーとして機能する。MENU/OKキー224は、表示部213の画面上にメニューを表示させる指令を行うためのメニューボタンとしての機能と、選択内容の確定及び実行などを指令するOKボタンとしての機能とを兼備した操作キーである。BACK/DISPボタン225は、選択項目など所望の対象の消去や指定内容の取消し、あるいは1つ前の操作状態に戻すときなどに使用される。
表示部213は、例えばLCDにより実現され、撮影モード時に連続フレームで撮像されて得られた連続フレーム画像の一例であるライブビュー画像(スルー画像)の表示に用いられる。また、表示部213は、静止画撮影の指示が与えられた場合に単一フレームで撮像されて得られた単一フレーム画像の一例である静止画像の表示にも用いられる。更に、表示部213は、再生モード時の再生画像の表示やメニュー画面等の表示にも用いられる。
図3は第1実施形態に係る撮像装置100の電気系の構成(内部構成)の一例を示すブロック図である。
撮像装置100は、撮影した静止画像や動画像を記録するデジタルカメラであり、カメラ全体の動作は、CPU(central processing unit:中央処理装置)12によって統括制御されている。撮像装置100は、CPU12、操作部14、インタフェース部24、メモリ26及びエンコーダ34を含む。また、撮像部100は、本発明に係る表示制御部の一例である表示制御部36A,36Bを含む。また、撮像部100は、接眼検出部37を含む。また、撮像装置100は、本発明に係る画像取得部、視差算出部、生成部及び変更部の一例である画像処理部28を含む。なお、以下では、表示制御部36A,36Bを区別して説明する必要がない場合は「表示制御部36」と称する。また、本第1実施形態では、画像処理部28とは別のハードウェア構成として表示制御部36を設けているが、これに限らず、画像処理部28が表示制御部36と同様の機能を有するものとしてもよく、この場合、表示制御部36は不要となる。
CPU12、操作部14、インタフェース部24、記憶部の一例であるメモリ26、画像処理部28、エンコーダ34、表示制御部36A,36B、接眼検出部37及び外部インタフェース(I/F)39は、バス40を介して相互に接続されている。なお、メモリ26は、パラメータやプログラムなどが記憶された不揮発性の記憶領域(一例としてEEPROMなど)と画像などの各種情報が一時的に記憶される揮発性の記憶領域(一例としてSDRAMなど)とを有する。
なお、本第1実施形態に係る撮像装置100では、CPU12が、撮像によって得られた画像のコントラスト値が最大となるように焦点調整モータを駆動制御することによって合焦制御を行う。また、CPU12は、撮像によって得られた画像の明るさを示す物理量であるAE情報を算出する。CPU12は、レリーズスイッチ211が半押し状態とされたときには、AE情報により示される画像の明るさに応じたシャッタースピード及びF値を導出する。そして、導出したシャッタースピード及びF値となるように関係各部を制御することによって露出状態の設定を行う。
操作部14は、撮像装置100に対して各種指示を与える際に操作者によって操作されるユーザインタフェースである。操作部14によって受け付けられた各種指示は操作信号としてCPU12に出力され、CPU12は、操作部14から入力された操作信号に応じた処理を実行する。
操作部14は、レリーズスイッチ211、撮影モード等を選択するダイヤル(フォーカスモード切替え部)212、表示部213、ファインダー切替えレバー214、十字キー222、MENU/OKキー224及びBACK/DISPボタン225を含む。また、操作部14は、各種情報を受け付けるタッチパネルも含む。このタッチパネルは、例えば表示部213の表示画面に重ねられている。
撮影モードが設定されると、被写体を示す画像光は、手動操作により移動可能なフォーカスレンズを含む撮影レンズ16及びシャッタ18を介してカラーの撮像素子(一例としてCMOSセンサ)20の受光面に結像される。撮像素子20に蓄積された信号電荷は、デバイス制御部22から加えられる読出し信号によって信号電荷(電圧)に応じたデジタル信号として順次読み出される。撮像素子20は、いわゆる電子シャッタ機能を有しており、電子シャッタ機能を働かせることで、読出し信号のタイミングによって各フォトセンサの電荷蓄積時間(シャッタスピード)を制御する。なお、本第1実施形態に係る撮像素子20は、CMOS型のイメージセンサであるが、これに限らず、CCDイメージセンサでもよい。
撮像素子20には一例として図4に示すカラーフィルタ21が設けられている。図4にはカラーフィルタ21の配列の一例が模式的に示されている。なお、図4に示す例では、画素数の一例として(4896×3264)画素を採用し、アスペクト比として3:2を採用しているが、画素数及びアスペクト比はこれに限られるものではない。一例として図4に示すように、カラーフィルタ21は、輝度信号を得るために最も寄与するG(緑)に対応する第1のフィルタG、R(赤)に対応する第2のフィルタR及びB(青)に対応する第3のフィルタBを含む。第1のフィルタG(以下、Gフィルタと称する)、第2のフィルタR(以下、Rフィルタと称する)及び第3のフィルタB(以下、Bフィルタと称する)の配列パターンは、第1の配列パターンAと第2の配列パターンBとに分類される。
第1の配列パターンAにおいて、Gフィルタは、3×3画素の正方配列の四隅及び中央の画素上に配置されている。第1の配列パターンAにおいて、Rフィルタは、正方配列の行方向(例えば水平方向)における中央の垂直ライン上に配置されている。第1の配列パターンAにおいて、Bフィルタは、正方配列の列方向(例えば垂直方向)における中央の水平ライン上に配置されている。第2の配列パターンBは、第1の基本配列パターンAとフィルタGの配置が同一で且つフィルタRの配置とフィルタBの配置とを入れ替えたパターンである。カラーフィルタ21は、6×6画素に対応する正方配列パターンからなる基本配列パターンCを含む。基本配列パターンCは、第1の配列パターンAと第2の配列パターンBとが点対称で配置された6×6画素のパターンであり、基本配列パターンCが行方向及び列方向に繰り返し配置されている。すなわち、カラーフィルタ21では、R,G,Bの各色のフィルタ(Rフィルタ、Gフィルタ及びBフィルタ)が所定の周期性をもって配列されている。そのため、カラー撮像素子から読み出されるR,G,B信号の同時化(補間)処理等を行う際に、繰り返しパターンにしたがって処理を行うことができる。
また、基本配列パターンCの単位で間引き処理して画像を縮小する場合、間引き処理した縮小画像のカラーフィルタ配列は、間引き処理前のカラーフィルタ配列と同じにすることができ、共通の処理回路を使用することができる。
カラーフィルタ21は、輝度信号を得るために最も寄与する色(本第1実施形態では、Gの色)に対応するGフィルタが、カラーフィルタ配列の行方向、列方向、及び斜め方向の各ライン内に配置されている。そのため、高周波となる方向によらず高周波領域での同時化処理の再現精度を向上させることができる。
カラーフィルタ21は、上記Gの色以外の2色以上の他の色(本第1実施形態では、R,Bの色)に対応するRフィルタ及びBフィルタが、カラーフィルタ配列の行方向及び列方向の各ライン内に配置されている。そのため、色モワレ(偽色)の発生が抑制され、これにより、偽色の発生を抑制するための光学ローパスフィルタを光学系の入射面から撮像面までの光路に配置しないようにすることができる。また、光学ローパスフィルタを適用する場合でも、偽色の発生を防止するための高周波数成分をカットする働きの弱いものを適用することができ、解像度を損なわないようにすることができる。
基本配列パターンCは、破線の枠で囲んだ3×3画素の第1の配列パターンAと、一点鎖線の枠で囲んだ3×3画素の第2の配列パターンBとが、行方向、列方向に交互に並べられた配列となっていると捉えることもできる。
第1の配列パターンA及び第2の配列パターンBは、それぞれ輝度系画素であるGフィルタが4隅と中央に配置され、両対角線上に配置されている。また、第1の配列パターンAは、中央のGフィルタを挟んでBフィルタが水平方向に配列され、Rフィルタが列方向に配列される。一方、第2の配列パターンBは、中央のGフィルタを挟んでRフィルタが行方向に配列され、Bフィルタが列方向に配列されている。すなわち、第1の配列パターンAと第2の配列パターンBとは、RフィルタとBフィルタとの位置関係が逆転しているが、その他の配置は同様になっている。
また、第1の配列パターンAと第2の配列パターンBの4隅のGフィルタは、第1の配列パターンAと第2の配列パターンBとが行方向、列方向に交互に配置されることにより、一例として図5に示すように2×2画素に対応する正方配列のGフィルタが形成される。一例として図5に示すように取り出されたGフィルタからなる2×2画素については、行方向のG画素の画素値の差分絶対値、列方向のG画素の画素値の差分絶対値、斜め方向(右上斜め、左上斜め)のG画素の画素値の差分絶対値が算出される。これにより、行方向、列方向、及び斜め方向のうち、差分絶対値の小さい方向に相関があると判断することができる。すなわち、行方向、列方向、及び斜め方向のうちの相関の高い方向が最小画素間隔のG画素の情報を使用して判別される。この判別結果は、周囲の画素から補間する処理(同時化処理)に使用することができる。
カラーフィルタ21の基本配列パターンCは、その基本配列パターンCの中心(4つのGフィルタの中心)に対して点対称に配置されている。また、基本配列パターンC内の第1の配列パターンA及び第2の配列パターンBも、それぞれ中心のGフィルタに対して点対称に配置されている従って、後段の処理回路の回路規模を小さくしたり、簡略化したりすることが可能になる。
一例として図6に示すように基本配列パターンCにおいて、行方向の第1から第6のラインのうちの第1及び第3のラインのカラーフィルタ配列は、GRGGBGである。第2のラインのカラーフィルタ配列は、BGBRGRである。第4及び第6のラインのカラーフィルタ配列は、GBGGRGである。第5のラインのカラーフィルタ配列は、RGRBGBである。図6に示す例では、基本配列パターンC,C’,C”が示されている。基本配列パターンC’は基本配列パターンCを行方向及び列方向にそれぞれ1画素ずつシフトしたパターンを示し、基本配列パターンC”は、基本配列パターンCを行方向及び列方向にそれぞれ2画素ずつシフトしたパターンを示す。このように、カラーフィルタ21は、基本配列パターンC’、C”を行方向及び列方向に繰り返し配置しても、同じカラーフィルタ配列となる。
撮像装置100は、位相差AF機能を有する。撮像素子20は、位相差AF機能を働かせた場合に用いられる複数の位相差検出用の画素を含む。複数の位相差検出用の画素は予め定めたパターンで配置されている。
図7には、カラーフィルタ21の一部と一部の位相差検出用の画素の対応関係の一例が模式的に示されている。一例として図7に示すように、位相差検出用の画素は、行方向の左半分の画素が遮光された第1の画素L及び行方向の右半分の画素が遮光された第2の画素Rの何れかである。なお、以下では、第1の画素L及び第2の画素Rを区別して説明する必要がない場合は「位相差画素」と称する。
図8には撮像素子20に配置されている第1の画素L及び第2の画素Rの一例が示されている。一例として図8に示すように、第1の画素Lは遮光部材20Aを有し、第2の画素Rは遮光部材20Bを有する。遮光部材20Aは、フォトダイオードPDの前面側(マイクロレンズL側)に設けられており、受光面の左半分を遮光する。一方、遮光部材20Bは、フォトダイオードPDの前面側に設けられており、受光面の右半分を遮光する。
マイクロレンズL及び遮光部材20A,20Bは瞳分割部として機能し、第1の画素Lは、撮影レンズ16の射出瞳を通過する光束の光軸の左側のみを受光し、第2の画素Rは、撮影レンズ16の射出瞳を通過する光束の光軸の右側のみを受光する。このように、射出瞳を通過する光束は、瞳分割部であるマイクロレンズL及び遮光部材20A,20Bにより左右に分割され、それぞれ第1の画素Lおよび第2の画素Rに入射する。
また、撮影レンズ16の射出瞳を通過する光束のうちの左半分の光束に対応する被写体像と、右半分の光束に対応する被写体像のうち、ピントが合っている(合焦状態である)部分は、撮像素子20上の同じ位置に結像する。これに対し、前ピン又は後ピンの部分は、それぞれ撮像素子20上の異なる位置に入射する(位相がずれる)。これにより、左半分の光束に対応する被写体像と右半分の光束に対応する被写体像とは、視差が異なる視差画像(左目画像、右目画像)として取得することができる。
撮像装置100は、位相差AF機能を働かせることにより、第1の画素Lの画素値と第2の画素Rの画素値とに基づいて位相のずれ量を検出する。そして、検出した位相のずれ量に基づいて撮影レンズの焦点位置を調整する。なお、以下では、遮光部材20A,20Bを区別して説明する必要がない場合は符号を付さずに「遮光部材」と称する。
撮像素子20は、第1の画素群、第2の画素群及び第3の画素群に分類される。第1の画素群とは、例えば複数の第1の画素Lを指す。第2の画素群とは、例えば複数の第2の画素Rを指す。第3の画素群とは、例えば複数の通常画素(第3の画素の一例)を指す。ここで言う「通常画素」とは、例えば位相差画素以外の画素(例えば遮光部材20A,20Bを有しない画素)を指す。なお、以下では、第1の画素群から出力されるRAW画像を「第1の画像」と称し、第2の画素群から出力されるRAW画像を「第2の画像」と称し、第3の画素群から出力されるRAW画像を「第3の画像」と称する。
第1及び第2の画素群に含まれる各画素は、第1の画素群と第2の画素群との間で行方向についての位置が1画素内で揃う位置に配置されている。また、第1及び第2の画素群に含まれる各画素は、第1の画素群と第2の画素群との間で列方向についての位置も1画素内で揃う位置に配置されている。図7に示す例では、行方向及び列方向の各々について直線状に1の画素Lと第2の画素Rとが複数画素分の間隔を空けて交互に配置されている。
図7に示す例では、第1及び第2の画素群に含まれる各画素の位置を行方向及び列方向の各々について1画素内で揃う位置としているが、行方向及び列方向の少なくとも一方について所定画素数内(例えば2画素以内)に収まる位置としてもよい。なお、ピントずれ以外の要因で画像ずれが発生するのを最大限に抑制するためには、一例として図7に示すように第1及び第2の画素群に含まれる各画素の位置を行方向及び列方向の各々について1画素内で揃う位置とすることが好ましい。
位相差画素は、一例として図7に示すように、2×2画素に対応する正方配列のGフィルタの画素に対して設けられている。すなわち、図7に示す例では、2×2画素のGフィルタの図中正面視右上角の画素が位相差画素に対して割り当てられている。また、位相差画素間には通常画素が配置されており、2×2画素のGフィルタの残りの画素が通常画素に対して割り当てられる。また、図7に示す例では、行方向に第1の画素Lと第2の画素Rとが交互に配置された位相差画素の行は2行単位で一組とされており、各組が列方向に所定画素数(図7に示す例では8画素)分の間隔を空けて配置されている。
このように、カラーフィルタ21では、2×2画素のGフィルタの右上角部の画素に対して遮光部材が設けられており、列方向及び行方向ともに複数画素分の間隔を空けて位相差画素が規則的に配置されている。このため、位相差画素の周囲に通常画素が比較的多く配置されるので、通常画素の画素値から位相差画素の画素値を補間する場合における補間精度を向上させることができる。しかも、位相差画素間で補間に利用する通常画素が重複しないように第1〜第3の画素群に含まれる各画素が配置されているので、補間精度のより一層の向上が期待できる。
図3に戻って、撮像素子20は、第1の画素群から第1の画像(各第1の画素Lの画素値を示すデジタル信号)を出力し、第2の画素群から第2の画像(各第2の画素Rの画素値を示すデジタル信号)を出力する。また、撮像素子20は、第3の画素群から第3の画像(各通常画素の画素値を示すデジタル信号)を出力する。なお、第3の画素群から出力される第3の画像は有彩色の画像であり、例えば通常画素の配列と同じカラー配列のカラー画像である。撮像素子20から出力された第1の画像、第2の画像及び第3の画像は、インタフェース部24を介してメモリ26における揮発性の記憶領域に一時記憶される。
図9には、画像処理部28に含まれる複数の機能のうち本発明に関連する要部機能の一例が示されている。図9に示すように、画像処理部28は、画像取得部28A、視差算出部28B、生成部28C及び変更部28Dを含み、画像処理に係る複数の機能の回路を1つにまとめた集積回路であるASIC(Application Specific Integrated Circuit)により実現される。但し、ハードウェア構成はこれに限定されるものではなく、例えばプログラマブルロジックデバイスや、CPU、ROM及びRAMを含むコンピュータなどの他のハードウェア構成であっても良い。
画像取得部28Aは、撮像素子20から出力された第1の画像及び第2の画像を取得する。視差算出部28Bは、画像取得部28Aにより取得された第1の画像の各画素と第2の画像の対応する画素とのずれ量を示す視差を算出する。生成部28Cは、撮像素子20から出力された第3の画像に基づいて第1の表示用画像を生成し、かつ、画像取得部28Aにより取得された第1及び第2の画像に基づいて合焦確認に使用する第2の表示用画像を生成する。
変更部28Dは、生成部28Cにより生成される第1の表示用画像及び第2の表示用画像のうちの少なくとも第2の表示用画像の解像度を、視差算出部28Bにより算出された視差に応じて変更する。例えば、撮像素子20の駆動方法を変更することにより撮像素子20の出力画素数を変更し、これによって解像度を変更する。ここで、出力画素数が変更されるということは、解像度が変更されることを意味する。また、ここで言う「出力画素数」とは、例えば撮像素子20に含まれる画素のうち撮像に使用される画素(実際の出力対象とされ、画像の生成に供する画素)を指す。
撮像素子20に含まれる画素は、一例として図7に示すように行列状に配置されており、撮像素子20の出力画素は、画素の行単位で変更可能とされている。従って、変更部28Dは、行単位で出力画素を変更させることにより、出力画素数を変更する。
また、変更部は、視差の減少に従って第1の表示用画像及び第2の表示用画像のうちの少なくとも第2の表示用画像の解像度を高める。また、変更部28Dは、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値以下の場合、密度を、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値を上回る場合の密度よりも高めることにより、出力画素数を変更する。ここで言う「密度」とは、撮像素子20の出力画素数に対する位相差画素の出力画素数の割合、すなわち、撮像素子20の出力画素における位相差画素の出力画素の密度を指す。
また、変更部28Dは、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値以下の場合、更に、密度を、視差の減少に応じて高めることにより、出力画素数を変更する。
また、変更部28Dは、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値を上回る場合、密度を、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値以下の場合の密度よりも低くすることにより、出力画素数を変更する。また、変更部28Dは、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値を上回る場合、更に、密度を、視差の増大に応じて低くすることにより、出力画素数を変更する。
変更部28Dは、例えば図10Aに示す第1出力画素決定テーブル29A及び図10Bに示す第2出力画素決定テーブル29Bを用いて出力画素を決定することにより密度を変更する。
図10Aには、第1出力画素決定テーブル29Aの構成の一例が模式的に示されている。図10Aに示す第1出力画素決定テーブル29Aは、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値以下の場合に用いられる。本第1実施形態では、「閾値」として3画素を採用している。第1出力画素決定テーブル29Aは、視差[pixel]に対して密度[1/pixel]が対応付けられている。第1出力画素決定テーブル29Aでは、視差の一例として0〜3画素が採用されており、0画素及び1画素の視差に対しては密度Aが、2画素の視差に対しては密度Bが、3画素の視差に対しては密度Cが各々対応付けられている。密度Aとは、例えば撮像素子20の全画素における列方向について行単位で1画素につき1画素を出力画素とした場合の密度、すなわち、撮像素子20に含まれる全画素を出力画素とした場合の密度を指す。密度Bとは、例えば撮像素子20の全画素における列方向について行単位で2画素につき1画素を出力画素とした場合の密度を指す。密度Cとは、例えば撮像素子20の全画素における列方向について行単位で3画素につき1画素を出力画素とした場合の密度を指す。
図10Bには、第2出力画素決定テーブル29Bの構成の一例が模式的に示されている。図10Bに示す第2出力画素決定テーブル29Bは、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値を上回る場合に用いられる。第2出力画素決定テーブル29Bも、第1出力画素決定テーブル29Aと同様に、視差[pixel]に対して密度[1/pixel]が対応付けられている。第2出力画素決定テーブル29Bでは、視差の一例として4〜6画素が採用されている。なお、本第1実施形態では、視差算出部26Bによる視差の算出可能範囲の上限が6画素であるため、第2出力画素決定テーブル29Bで採用される視差の上限も6画素とされている。
第2出力画素決定テーブル29Bでは、4画素の視差に対しては密度Dが、5画素及び6画素の視差に対しては密度Eが各々対応付けられている。密度Dとは、例えば撮像素子20の全画素における列方向について行単位で4画素につき1画素を出力画素とした場合の密度を指す。密度Eとは、例えば撮像素子20の全画素における列方向について行単位で6画素につき1画素を出力画素とした場合の密度を指す。
なお、本第1実施形態では、密度を変更する場合に第1出力画素決定テーブル29A及び第2出力画素決定テーブル29Bを用いる例を挙げているが、これに限らず、演算式を用いてもよい。例えば、第1出力画素決定テーブル29Aに代えて、第1出力画素決定テーブル29Aに示される視差を変数とし、第1出力画素決定テーブル29Aに示される密度を解とする演算式(関数)を用いてもよい。また、第2出力画素決定テーブル29Bに代えて、第2出力画素決定テーブル29Bに示される視差を変数とし、第2出力画素決定テーブル29Bに示される密度を解とする演算式(関数)を用いてもよい。
図11には、生成部28Cに含まれる機能の一例が示されている。図11に示すように、生成部28Cは、通常処理部30及びスプリットイメージ処理部32を含む。通常処理部30は、第3の画素群に対応するR,G,B信号を処理することで第1の表示用画像の一例である有彩色の通常画像を生成する。また、スプリットイメージ処理部32は、第1の画素群及び第2の画素群に対応するG信号を処理することで第2の表示用画像の一例である無彩色のスプリットイメージを生成する。
図3に戻って、エンコーダ34は、入力された信号を別の形式の信号に変換して出力する。ハイブリッドファインダー220は、電子像を表示するLCD247を有する。LCD247における所定方向の画素数(一例として視差発生方向である行方向の画素数)は、表示部213における同方向の画素数よりも少ない。表示制御部36Aは表示部213に、表示制御分36BはLCD247に各々接続されており、LCD247及び表示部213が選択的に制御されることによりLCD247又は表示部213により画像が表示される。なお、以下では、表示部213及びLCD247を区別して説明する必要がない場合は「表示装置」と称する。
なお、本第1実施形態に係る撮像装置100は、ダイヤル212(フォーカスモード切替え部)によりマニュアルフォーカスモードとオートフォーカスモードとを切り替え可能に構成されている。何れかのフォーカスモードが選択されると、表示制御部36は、スプリットイメージが合成されたライブビュー画像を表示装置に表示させる。また、ダイヤル212によりオートフォーカスモードが選択されると、CPU12は、位相差検出部及び自動焦点調整部として動作する。位相差検出部は、第1の画素群から出力された第1の画像と第2の画素群から出力された第2の画像との位相差を検出する。自動焦点調整部は、検出された位相差に基づいて撮影レンズ16のデフォーカス量をゼロにするように、デバイス制御部22からマウント256,346を介してレンズ駆動部(図示省略)を制御し、撮影レンズ16を合焦位置に移動させる。なお、上記の「デフォーカス量」とは、例えば第1の画像及び第2の画像の位相ずれ量を指す。
接眼検出部37は、人(例えば撮影者)がファインダー接眼部242を覗き込んだことを検出し、検出結果をCPU12に出力する。従って、CPU12は、接眼検出部37での検出結果に基づいてファインダー接眼部242が使用されているか否かを把握することができる。
外部I/F39は、LAN(Local Area Network)やインターネットなどの通信網に接続され、通信網を介して、外部装置(例えばプリンタ)とCPU12との間の各種情報の送受信を司る。従って、撮像装置100は、外部装置としてプリンタが接続されている場合、撮影した静止画像をプリンタに出力して印刷させることができる。また、撮像装置100は、外部装置としてディスプレイが接続されている場合は、撮影した静止画像やライブビュー画像をディスプレイに出力して表示させることができる。
図12は第1実施形態に係る撮像装置100の要部機能の一例を示す機能ブロック図である。なお、図3に示すブロック図と共通する部分には同一の符号が付されている。
通常処理部30及びスプリットイメージ処理部32は、それぞれWBゲイン部、ガンマ補正部及び同時化処理部を有し(図示省略)、メモリ26に一時記憶された元のデジタル信号(RAW画像)に対して各処理部で順次信号処理を行う。すなわち、WBゲイン部は、R,G,B信号のゲインを調整することによりホワイトバランス(WB)を実行する。ガンマ補正部は、WBゲイン部でWBが実行された各R,G,B信号をガンマ補正する。同時化処理部は、撮像素子20のカラーフィルタの配列に対応した色補間処理を行い、同時化したR,G,B信号を生成する。なお、通常処理部30及びスプリットイメージ処理部32は、撮像素子20により1画面分のRAW画像が取得される毎に、そのRAW画像に対して並列に画像処理を行う。
通常処理部30は、インタフェース部24からR,G,BのRAW画像が入力され、第3の画素群のR,G,B画素を、一例として図13に示すように、第1の画素群及び第2の画素群のうちの同色の周辺画素(例えば隣接するG画素)により補間して生成する。これにより、第3の画素群から出力された第3の画像に基づいて記録用の通常画像を生成することができる。
また、通常処理部30は、生成した記録用の通常画像の画像データをエンコーダ34に出力する。通常処理部30により処理されたR,G,B信号は、エンコーダ34により記録用の信号に変換(エンコーディング)され、記録部40に記録される。また、通常処理部30により処理された第3の画像に基づく画像である表示用の通常画像は、表示制御部36に出力される。なお、以下では、説明の便宜上、上記の「記録用の通常画像」及び「表示用の通常画像」を区別して説明する必要がない場合は「記録用の」との文言及び「表示用の」との文言を省略して「通常画像」と称する。
撮像素子20は、第1の画素群及び第2の画素群の各々の露出条件(一例として電子シャッタによるシャッタ速度)を変えることができ、これにより露出条件の異なる画像を同時に取得することができる。従って、画像処理部28は、露出条件の異なる画像に基づいて広ダイナミックレンジの画像を生成することができる。また、同じ露出条件で複数の画像を同時に取得することができ、これら画像を加算することによりノイズの少ない高感度の画像を生成し、あるいは高解像度の画像を生成することができる。
一方、スプリットイメージ処理部32は、メモリ26に一旦記憶されたRAW画像から第1の画素群及び第2の画素群のG信号を抽出し、第1の画素群及び第2の画素群のG信号に基づいて無彩色のスプリットイメージを生成する。RAW画像から抽出される第1の画素群及び第2の画素群の各々は、上述したようにGフィルタの画素による画素群である。そのため、スプリットイメージ処理部32は、第1の画素群及び第2の画素群のG信号に基づいて、無彩色の左の視差画像及び無彩色の右の視差画像を生成することができる。なお、以下では、説明の便宜上、上記の「無彩色の左の視差画像」を「左目画像」と称し、上記の「無彩色の右の視差画像」を「右目画像」と称する。
スプリットイメージ処理部32は、第1の画素群から出力された第1の画像に基づく左目画像と、第2の画素群から出力された第2の画像に基づく右目画像とを合成することによりスプリットイメージを生成する。生成したスプリットイメージの画像データは表示制御部36に出力される。
表示制御部36は、通常処理部30から入力された第3の画素群に対応する記録用の画像データと、スプリットイメージ処理部32から入力された第1、第2の画素群に対応するスプリットイメージの画像データとに基づいて表示用の画像データを生成する。例えば、表示制御部36は、通常処理部30から入力された第3の画素群に対応する記録用の画像データにより示される通常画像の表示領域内に、スプリットイメージ処理部32から入力された画像データにより示されるスプリットイメージを合成する。そして、合成して得た画像データを表示装置に出力する。すなわち、表示制御部36Aは画像データを表示部213に出力し、表示制御部36Bは画像データをLCD247に出力する。
スプリットイメージ処理部32により生成されるスプリットイメージは、左目画像の一部と右目画像の一部とを合成した複数分割の画像である。ここで言う「複数分割の画像」としては、例えば図14A,13Bに示すスプリットイメージが挙げられる。図14に示すスプリットイメージは、左目画像のうちの上半分の画像と右目画像のうちの下半分の画像とを合成した画像であって、上下方向に2分割された画像間が合焦状態に応じて所定方向(例えば視差発生方向)にずれた画像である。なお、スプリットイメージの態様は図14A,13Bに示す例に限定されるものではなく、表示部213の所定領域の位置に対応する位置の左目画像の一部と右目画像の一部とを合成した画像であってもよい。この場合、例えば上下方向に4分割された画像間が合焦状態に応じて所定方向(例えば視差発生方向)にずれる。
通常画像にスプリットイメージを合成する方法は、通常画像の一部の画像に代えて、スプリットイメージを嵌め込む合成方法に限定されない。例えば、通常画像の上にスプリットイメージを重畳させる合成方法であってもよい。また、スプリットイメージを重畳する際に、スプリットイメージが重畳される通常画像の一部の画像とスプリットイメージとの透過率を適宜調整して重畳させる合成方法であってもよい。これにより、連続的に撮影している被写体像を示すライブビュー画像が表示装置の画面上に表示されるが、表示されるライブビュー画像は、通常画像の表示領域内にスプリットイメージが表示された画像となる。
ハイブリッドファインダー220は、OVF240及びEVF248を含む。OVF240は、対物レンズ244と接眼レンズ246とを有する逆ガリレオ式ファインダーであり、EVF248は、LCD247、プリズム245及び接眼レンズ246を有する。
また、対物レンズ244の前方には、液晶シャッタ243が配設されており、液晶シャッタ243は、EVF248を使用する際に、対物レンズ244に光学像が入射しないように遮光する。
プリズム245は、LCD247に表示される電子像又は各種の情報を反射させて接眼レンズ246に導き、かつ、光学像とLCD247に表示される情報(電子像、各種の情報)とを合成する。
ここで、ファインダー切替えレバー214を図1に示す矢印SW方向に回動させると、回動させる毎にOVF240により光学像を視認することができるOVFモードと、EVF248により電子像を視認することができるEVFモードとが交互に切り替えられる。
表示制御部36Bは、OVFモードの場合、液晶シャッタ243が非遮光状態になるように制御し、接眼部から光学像が視認できるようにする。また、LCD247には、スプリットイメージのみを表示させる。これにより、光学像の一部にスプリットイメージが重畳されたファインダー像を表示させることができる。
一方、表示制御部36Bは、EVFモードの場合、液晶シャッタ243が遮光状態になるように制御し、接眼部からLCD247に表示される電子像のみが視認できるようにする。なお、LCD247には、表示部213に出力されるスプリットイメージが合成された画像データと同等の画像データが入力され、これにより、表示部213と同様に通常画像の一部にスプリットイメージが合成された電子像を表示させることができる。
図15には表示装置における通常画像及びスプリットイメージの各々の表示領域の一例が示されている。一例として図15に示すように、表示装置は、通常画像及びスプリットイメージが入力された場合、入力されたスプリットイメージを画面中央部の実線矩形枠又は実線矩形枠の内側の破線矩形枠内(スプリットイメージの表示領域)に表示する。また、表示装置は、入力された通常画像をスプリットイメージの外周領域(通常画像の表示領域)に表示する。なお、スプリットイメージは、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値を上回る場合は破線矩形枠内(以下、「通常表示領域」という)に表示される。また、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値以下の場合は実線矩形枠内(以下、「拡大表示領域」という)に表示される。また、図12に示す画面中央部の拡大表示領域の外縁表す線及び通常表示領域の外縁を表す線は実際には表示されないが、図12では説明の便宜上示されている。
次に本第1実施形態の作用として、第1〜第3の画像が入力される毎に画像処理部28で行われる画像生成出力処理について、図16を参照して説明する。なお、ここでは、画像生成出力処理が画像処理部28で行われる場合を例示するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばCPU12が画像生成出力処理プログラムを実行することにより撮像装置100で画像生成出力処理が行われるものとしてもよい。
図16において、ステップ400では、入力された第3の画像に基づく通常画像が生成部28Cにより生成されて所定の記憶領域(例えばメモリ26)及び表示制御部36に出力される。
次のステップ402では、先ず、画像取得部28Bにより、第1及び第2の画像が取得される。そして、生成部28Cにより、第1及び第2の画像に基づく左目画像及び右目画像が生成され、生成された左目画像及び右目画像に基づいてスプリットイメージが生成されて表示制御部36に出力される。表示制御部36は、上記ステップ400で出力された通常画像及び上記ステップ402で出力されたスプリットイメージが入力されると、表示装置に対して通常画像を表示させ、かつ、通常画像の表示領域内にスプリットイメージを表示させる制御を行う。
このように上記ステップ400,402が生成部28Cにより行われると、一例として図14A及び図14Bに示すように表示部213やハイブリッドファインダー220にライブビュー画像が表示される。図14A及び図14Bに示す例では、一例として図15に示すスプリットイメージの表示領域に相当する画面中央の枠60の内側領域にスプリットイメージが表示されており、通常画像の表示領域に相当する枠60の外側領域に通常画像が表示されている。
すなわち、第1及び第2の画素群は、枠60のサイズに対応して設けられている。スプリットイメージは、第1の画素群から出力された第1の画像に対応する左目画像おける枠60の上半分60Aの画像(視差画像)と、第2の画素群から出力された第2の画像に対応する右目画像における枠60の下半分60Bの画像(視差画像)とに大別される。
ここで、枠60内の画像に対応する被写体に対して、撮影レンズ16のピントが合っていない場合は、図14Aに示すようにスプリットイメージの上半分60Aの視差画像と、下半分60Bの視差画像との境界の画像が視差発生方向(一例として行方向)にずれる。また、通常画像とスプリットイメージとの境界の画像も視差発生方向にずれる。これは、位相差が生じていることを表しており、撮影者はスプリットイメージを通して視覚的に位相差が生じていること及び視差発生方向を認識することができる。
一方、枠60内の画像に対応する被写体に対して、撮影レンズ16のピントが合っている場合は、図14Bに示すようにスプリットイメージの上半分60Aの視差画像と、下半分60Bの視差画像との境界の画像が一致する。また、通常画像とスプリットイメージとの境界の画像も一致する。これは、位相差が生じていないことを表しており、撮影者はスプリットイメージを通して視覚的に位相差が生じていないことを認識することができる。
このように、撮影者は、表示装置に表示されるスプリットイメージにより撮影レンズ16の合焦状態を確認することができる。また、マニュアルフォーカスモード時には、撮影レンズ16のフォーカスリング302を手動操作することによりピントのずれ量(デフォーカス量)をゼロにすることができる。また、通常画像とスプリットイメージとをそれぞれ色ずれのないカラー画像で表示することができ、撮影者の手動によるフォーカス調整をカラーのスプリットイメージで支援することができる。
次のステップ403では、視差算出部28Bにより、視差算出時期が到来したか否かが判定される。視差算出時期は、視差が算出される特定の周期(視差算出周期)毎に規定されており、視差算出周期としては、例えば本画像生成出力処理が所定回数(例えば100回)行われる毎の周期が挙げられる。なお、これに限らず、例えば本画像生成出力処理が前回行われてから所定時間毎の周期であってもよい。本ステップ403において視差算出時期が到来していない場合は判定が否定されて本画像生成出力処理を終了する。本ステップ408において視差算出時期が到来した場合は判定が肯定されてステップ404へ移行する。
次のステップ404では、視差算出部28Bにより、上記ステップ402で生成されたスプリットイメージのうちの視差算出対象の画素(注目画素(i,j))が設定される。この場合、例えば、スプリットイメージのサイズがm×n画素の場合、画素(1,1)から画素(m,n)まで、本ステップ404が行われる毎に順次注目画素を移動させる。
次のステップ406では、視差算出部28Bにより、ステップ404で設定された注目画素(i,j)を基準にした画素群であって所定のブロックサイズ[Cx×Cy][pixel]の画素群が抽出される。
次のステップ410では、視差算出部28Bにより、上記ステップ406で抽出された左目画像の各画素に対する上記ステップ406で抽出された右目画像の対応する画素のずれ量を示す視差が算出される。
ステップ410において、画像処理部28は、例えば、先ず上記ステップ406で抽出した左目画像の画素群を元に、右目画像内から特徴点が一致する画素群を探索する。すなわち、左目画像から抽出した画素群(ブロック)と、右目画像のうちの左目画像から抽出した画素群(ブロック)に対応する右目画像内のブロックとの一致度を評価する。そして、ブロック間の一致度が最大となるときの右目画像のブロックの基準の画素を、左目画像の注目画素に対応する右目画像の対応点の画素とする。本第1実施形態では、ブロックマッチング法を用いてブロック間の一致度を評価しており、一致度を評価する関数として、例えば各ブロック内の画素の輝度差の2乗和(SSD)を使用するもの(SSDブロックマッチング法)がある。
SSDブロックマッチング法では、比較対象とされる両画像のブロック内の各画素f(i,j),g(i,j)について、次式の演算を行う。
上記[数1]式の演算を、右目画像上でブロックの位置を所定の探索領域内で移動させながら行い、SSD値が最小となるときの探索領域内の位置の画素を探索対象の画素とする。そして、左目画像上の注目画素と、探索した対応する右目画像上の画素との画素間のずれ量を示す視差を算出する。
次のステップ412では、変更部28Dにより、上記ステップ410で算出された視差が閾値以下か否かが判定される。本ステップ412において視差が閾値以下の場合は判定が肯定されてステップ414へ移行する。
ステップ414では、変更部28Dにより、高解像度化処理が行われ、その後、ステップ416へ移行する。高解像度化処理とは、視差が閾値を上回る場合に表示装置に表示される画像の解像度に比べ、表示装置に表示される画像の解像度を高くする処理を指す。図17には、高解像度化処理の流れの一例が示されている。図17に示すステップ414Aでは、変更部28Dにより、現時点で用いられている解像度が最高解像度でないか否かが判定される。ここで言う「最高解像度」とは、例えば撮像素子20に含まれる全ての画素が出力画素とされた場合(密度Aの場合)の解像度を指す。本ステップ414Aにおいて最高解像度の場合は判定が否定されて本高解像度化処理を終了し、かつ、画像生成出力処理を終了する。本ステップ414Aにおいて最高解像度でない場合は判定が肯定されてステップ414Bへ移行する。
ステップ414Bでは、変更部28Dにより、解像度の変更が必要か否かが判定される。例えば、上記ステップ410で算出された視差が前回算出された視差と異なっている場合は解像度の変更が必要であると判定され、上記ステップ410で算出された視差が前回算出された視差と同一の場合は解像度の変更が不必要と判定される。本ステップ414Bにおいて解像度の変更が不必要である場合は判定が否定されて本高解像度化処理を終了し、かつ、画像生成出力処理を終了する。本ステップ414Bにおいて解像度の変更が必要である場合は判定が肯定されてステップ414Cへ移行する。
ステップ414Cでは、変更部28Dにより、第1出力画素決定テーブル29Aに従って、密度が変更される。そして、本ステップ414Cが変更部28Dにより行わると、本高解像度化処理を終了する。なお、変更部28Dは、撮像素子20に対してCPU12及びデバイス制御部22を介して撮像素子20に含まれる画素を選択的に駆動させる制御を行うことで、密度を変更する。
図18には、図10に示す例において視差が3画素の場合における出力画素の配置の一例が示されている。図18に示すように上記ステップ410で算出された視差が3画素の場合、上記ステップ414Cが行われることにより、出力画素は、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で3画素毎に現れる。この場合、出力画素としての位相差画素の数は、一例として図18に示すように撮像素子20に含まれる全ての位相差画素の数の1/2となる。また、この場合、通常画素も含む出力画素数は、撮像素子20に含まれる全ての画素の数の1/3となるため、消費電力は、撮像素子20に含まれる全ての画素を出力画素とした場合と比較して、1/3程度に低減される。
図19には、図10に示す例において視差が2画素の場合における出力画素の配置の一例が示されている。図19に示すように上記ステップ410で算出された視差が2画素の場合、上記ステップ414Cが行われることにより、出力画素は、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で2画素毎に現れる。この場合、出力画素としての位相差画素の数は、一例として図19に示すように撮像素子20に含まれる全ての位相差画素の数となる。つまり、出力画素が撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で2画素毎に現れたとしても位相差画素の数は減少しない。ここで、位相差画素の数が減少しないのは、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で2画素毎に出力画素が現れるようにしても位相差画素が減少しないように位相差画素が撮像素子20に予め配置されているからである。また、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で2画素毎に出力画素が現れる場合、通常画素も含む出力画素数は、撮像素子20に含まれる全ての画素の数の1/2となる。そのため、消費電力は、撮像素子20に含まれる全ての画素を出力画素とした場合と比較して、1/2程度に低減される。
なお、撮像素子20に含まれる全ての画素を出力画素とした場合の位相差画素の数は、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で2画素毎に出力画素とした場合と同一である。但し、通常画素の数は増える。そのため、撮像素子20に含まれる全ての画素を出力画素とした場合の密度は、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で2画素毎に出力画素とした場合の密度と比較して、低い。このように撮像素子20に含まれる全ての画素を出力画素とした場合の解像度は、全画素における列方向について行単位で2画素毎に出力画素とした場合の解像度と比較して、スプリットイメージについては変わらないものの、通常画像については高くなる。
図16に戻って、ステップ416では、現時点でスプリットイメージが通常表示領域に表示されているか否かが判定される。ここで言う「通常表示領域に表示されている」とは、例えば、図15に示す通常表示領域の全領域を利用してスプリットイメージが表示されていることを指す。逆に、「通常表示領域に表示されていない」とは、例えば、図15に示す拡大表示領域の全領域を利用してスプリットイメージが表示されていることを指す。本ステップ416においてスプリットイメージが通常表示領域に表示されている場合は判定が肯定されてステップ418へ移行する。本ステップ416においてスプリットイメージが通常表示領域に表示されていない場合は判定が否定されてステップ420へ移行する。
ステップ418では、変更部28Dにより、スプリットイメージが表示される領域が通常表示領域から拡大表示領域へ変更され、その後、ステップ420へ移行する。本ステップ418が行われると、スプリットイメージが拡大表示領域に表示され、スプリットイメージの表示領域が拡大された分、通常画像の表示領域が狭くなる。
一方、ステップ412において上記ステップ410で算出された視差が閾値以下でない場合(視差が閾値を上回る場合)は判定が否定されてステップ422へ移行する。
ステップ422では、変更部28Dにより、低解像度化処理が行われ、その後、ステップ424へ移行する。低解像度化処理とは、視差が閾値以下の場合に表示装置に表示される画像の解像度に比べ、表示装置に表示される画像の解像度を低くする処理を指す。図20に示すステップ422Aでは、変更部28Dにより、現時点で用いられている解像度が最低解像度でないか否かが判定される。ここで言う「最低解像度」とは、本低解像度化処理で変更対象となる解像度のうちの最低の解像度を指し、例えば撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で4画素につき1画素を出力画素とした場合(密度Dの場合)の解像度を指す。本ステップ422Aにおいて最低解像度の場合は判定が否定されて本低解像度化処理を終了し、かつ、画像生成出力処理を終了する。本ステップ422Aにおいて最低解像度でない場合は判定が肯定されてステップ422Bへ移行する。
ステップ422Bでは、変更部28Dにより、解像度の変更が必要か否かが判定される。例えば、上記ステップ410で算出された視差が前回算出された視差と異なっている場合は解像度の変更が必要であると判定され、上記ステップ410で算出された視差が前回算出された視差と同一の場合は解像度の変更が不必要と判定される。本ステップ422Bにおいて解像度の変更が不必要である場合は判定が否定されて本高解像度化処理を終了し、かつ、画像生成出力処理を終了する。本ステップ422Bにおいて解像度の変更が必要である場合は判定が肯定されてステップ422Cへ移行する。
ステップ422Cでは、変更部28Dにより、第2出力画素決定テーブル29Bに従って、密度が変更される。そして、本ステップ422Cが変更部28Dにより行わると、本低解像度化処理を終了する。
図21には、図10に示す例において視差が4画素の場合における出力画素の配置の一例が示されている。図21に示すように上記ステップ410で算出された視差が4画素の場合、上記ステップ422Cが行われることにより、出力画素は、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で4画素毎に現れる。この場合、出力画素としての位相差画素の数は、一例として図21に示すように撮像素子20に含まれる全ての位相差画素の数となる。つまり、出力画素が撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で4画素毎に現れたとしても位相差画素の数は減少しない。ここで、位相差画素の数が減少しないのは、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で4画素毎に出力画素が現れるようにしても位相差画素が減少しないように位相差画素が撮像素子20に予め配置されているからである。また、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で4画素毎に出力画素が現れる場合、通常画素も含む出力画素数は、撮像素子20に含まれる全ての画素の数の1/4となる。そのため、消費電力は、撮像素子20に含まれる全ての画素を出力画素とした場合と比較して、1/4程度に低減される。
図22には、図10に示す例において視差が6画素の場合における出力画素の配置の一例が示されている。図22に示すように上記ステップ410で算出された視差が6画素の場合、上記ステップ422Cが行われることにより、出力画素は、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で6画素毎に現れる。この場合、出力画素としての位相差画素の数は、一例として図22に示すように撮像素子20に含まれる全ての位相差画素の数の1/2となる。また、この場合、通常画素も含む出力画素数は、撮像素子20に含まれる全ての画素の数の1/6となるため、消費電力は、撮像素子20に含まれる全ての画素を出力画素とした場合と比較して、1/6程度に低減される。
なお、上記ステップ410で算出された視差が5画素の場合、上記ステップ422Cが行われることにより、出力画素は、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で5画素毎に現れる。この場合、出力画素としての位相差画素の数は、撮像素子20に含まれる全ての位相差画素の数の1/2となる。また、この場合、通常画素も含む出力画素数は、撮像素子20に含まれる全ての画素の数の1/5となるため、消費電力は、撮像素子20に含まれる全ての画素を出力画素とした場合と比較して、1/5程度に低減される。
図16に戻って、ステップ424では、変更部28Dにより、現時点でスプリットイメージが拡大表示領域に表示されているか否かが判定される。ここで言う「拡大表示領域に表示されている」とは、例えば、図15に示す拡大表示領域の全領域を利用してスプリットイメージが表示されていることを指す。逆に、「拡大表示領域に表示されていない」とは、例えば、図15に示す通常表示領域の全領域を利用してスプリットイメージが表示されていることを指す。本ステップ424においてスプリットイメージが拡大表示領域に表示されている場合は判定が肯定されてステップ426へ移行する。
ステップ426では、変更部28Dにより、スプリットイメージが表示される領域が拡大表示領域から通常表示領域へ変更され、その後、ステップ420へ移行する。本ステップ426が行われると、スプリットイメージが通常表示領域に表示され、スプリットイメージの表示領域が縮小された分、通常画像の表示領域が広くなる。
ステップ420では、変更部28Dにより、設定内容変更処理が行われ、その後、ステップ422へ移行する。設定内容変更処理とは、撮像装置100に対する設定の内容を変更する処理を指す。
図23には、設定内容変更処理の流れの一例が示されている。図23に示す設定内容変更処理では、先ず、ステップ420Aにおいて、変更部28Dにより、撮像素子20に対して現時点で設定されている駆動周波数が視差算出部28Bにより算出された最新の視差に対応した駆動周波数か否かが判定される。ここで言う「最新の視差」とは、例えば上記ステップ410で算出された最新の視差を指す。本ステップ420Aにおいて撮像素子20の駆動周波数が視差算出部28Bにより算出された最新の視差に対応した駆動周波数でない場合は判定が否定されてステップ420Cへ移行する。本ステップ420Aにおいて撮像素子20の駆動周波数が視差算出部28Bにより算出された最新の視差に対応した駆動周波数の場合は判定が肯定されてステップ420Bへ移行する。
ステップ420Bでは、変更部28Dにより、現時点で撮像素子20の駆動周波数として設定されている駆動周波数が、視差算出部28Bにより算出された最新の視差に対応した駆動周波数に変更される。ここでは、視差算出部28Bにより算出された視差が大きいほど高い駆動周波数が設定される。また、ここでは、視差と駆動周波数との関係がテーブルとして予め用意されており、このテーブルに従って、駆動周波数が導出され、導出された駆動周波数が設定される。なお、テーブルに代えて、視差を変数とし、駆動周波数を解とする演算式を用いて駆動周波数が算出されるようにしてもよい。
次のステップ420Cでは、変更部28Dにより、現時点で設定されているフレームレートが視差算出部28Bにより算出された最新の視差に対応したフレームレートか否かが判定される。ここで言う「最新の視差」とは、例えば上記ステップ410で算出された最新の視差を指す。本ステップ420Cにおいてフレームレートが視差算出部28Bにより算出された最新の視差に対応したフレームレートでない場合は判定が否定されてステップ420Eへ移行する。本ステップ420Cにおいてフレームレートが視差算出部28Bにより算出された最新の視差に対応したフレームレートの場合は判定が肯定されてステップ420Dへ移行する。
ステップ420Dでは、変更部28Dにより、表示装置で表示対象とされる画像(ここでは一例として通常画像及びスプリットイメージ)の現時点でのフレームレートが、視差算出部28Bにより算出された最新の視差に対応したフレームレートに変更される。ここでは、視差算出部28Bにより算出された視差が小さいほど高いフレームレートが設定される。また、ここでは、視差とフレームレートとの関係がテーブルとして予め用意されており、このテーブルに従って、フレームレートが導出され、導出されたフレームレートが設定される。なお、テーブルに代えて、視差を変数とし、フレームレートを解とする演算式を用いてフレームレートが算出されるようにしてもよい。
次のステップ420Eでは、変更部28Dにより、視差算出周期が視差算出部28Bにより算出された最新の視差に対応した視差算出周期か否かが判定される。ここで言う「最新の視差」とは、例えば上記ステップ410で算出された最新の視差を指す。本ステップ420Eにおいて視差算出周期が視差算出部28Bにより算出された最新の視差に対応した視差算出周期でない場合は判定が否定されて本設定内容変更処理を終了する。本ステップ420Eにおいて視差算出周期が視差算出部28Bにより算出された最新の視差に対応した視差算出周期の場合は判定が肯定されてステップ420Fへ移行する。
ステップ420Fでは、変更部28Dにより、現時点での視差算出周期が、視差算出部28Bにより算出された最新の視差に対応した視差算出周期に変更され、その後、本設定内容変更処理を終了する。ここでは、視差算出部28Bにより算出された視差が大きいほど長い視差算出周期が設定される。換言すると、視差算出周期は、視差算出部28Bにより算出された視差が小さいほど短くなる。また、ここでは、視差と視差算出周期との関係がテーブルとして予め用意されており、このテーブルに従って、視差算出周期が導出され、導出された視差算出周期が設定される。なお、テーブルに代えて、視差を変数とし、視差算出周期を解とする演算式を用いて視差算出周期が算出されるようにしてもよい。
以上に説明したように、本第1実施形態に係る撮像装置100では、生成部28Cにより生成される通常画像の解像度及びスプリットイメージの解像度が、視差算出部28Bにより算出された視差に応じて変更される。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、合焦の度合いに応じた処理速度及び解像度にすることができる。また、通常画像の解像度及びスプリットイメージの解像度が過不足する事態の発生を抑制することもできる。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、視差の減少に従って解像度が高められる。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、合焦の度合いが小さくなるに従って処理(例えば出力画素の読み出し処理)の高速化を図ることができ、かつ、合焦の度合いが大きくなるに従って解像度を高めることができる
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、撮像素子20の駆動方法が変更されることにより出力画素数が変更されることで、通常画像の解像度及びスプリットイメージの解像度が変更される。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、簡素な制御で、解像度を変更することができる。また、本構成を有しない場合に比べ、簡素な制御で、通常画像の解像度及びスプリットイメージの解像度が過不足する事態の発生を抑制することができる。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、撮像素子20の出力画素が撮像素子20に含まれる全画素の行単位で変更可能とされ、変更部28Dにより、行単位で出力画素が変更されることで解像度が変更される。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、簡素な制御で、解像度を変更することができる。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、行単位で出力画素を変更する場合、列方向に第1所定間隔の行単位で出力画素が変更される。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、出力画素の変更に係る制御を簡便な制御にすることができる。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100は、上記の第1所定間隔として、第1及び第2の画素群に含まれる出力画素の数が行単位で変更される間隔を採用している。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、簡素な制御で、スプリットイメージの解像度が変更される。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、上記の第1所定間隔が、視差の減少に応じて狭くなる。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、視差の減少に起因して第2の表示用画像の視認性が低下することを抑制することができる。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、撮像素子20の出力画素における第1及び第2の画素群の出力画素の密度が変更されることで、出力画素数が変更される。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、簡素な制御で、合焦の度合いに応じた処理速度及びスプリットイメージの解像度にすることができる。また、本構成を有しない場合に比べ、簡素な制御で、スプリットイメージの解像度が過不足する事態の発生を抑制することができる。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値以下の場合、密度が、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値を上回る場合の密度よりも高められることにより、出力画素数が変更される。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、視差が閾値以下の場合にスプリットイメージの解像度が不足する事態の発生を抑制することができる。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値以下の場合、密度が、視差の減少に応じて高められる。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、視差が閾値以下の場合にスプリットイメージの解像度が不足する事態の発生を高精度に抑制することができる。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値を上回る場合、密度が、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値以下の場合の密度よりも低くされることにより、出力画素数が変更される。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、視差が閾値を上回る場合にスプリットイメージの解像度が過剰となる事態の発生を抑制することができる。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、視差算出部28Bにより算出された視差が閾値を上回る場合、密度が、視差の増大に応じて低くされる。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、視差が閾値上回る場合にスプリットイメージの解像度が過剰となる事態の発生を高精度に抑制することができる。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、解像度が所定値を超えて高められた場合、通常表示領域から拡大表示領域へ変更される。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、スプリットイメージの視認性を向上させることができる。なお、本第1実施形態では、上記の「所定値」として、閾値に相当する視差に対応する密度が適用されることによって実現される解像度を適用しているが、これに限らず、他の値であってもよい。例えば、2〜4画素の視差のうちの予め定められた視差に対応する密度が適用されることによって実現される解像度であってもよい。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、スプリットイメージの表示領域が拡大された状態で解像度が所定値以下に低くされた場合、スプリットイメージの表示領域の大きさが通常時の大きさに戻される。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、スプリットイメージの視認性の低下を抑制することができる。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、視差算出部28Bにより算出された視差に応じて、表示対象とされる画像のフレームレートが変更される。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、これにより、本構成を有しない場合に比べ、合焦の度合いに応じたフレームレートにすることができる。また、本構成を有しない場合に比べ、フレームレートが過不足する事態の発生を抑制することができる。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、視差算出部28Bにより算出された視差に応じて視差算出部28Bによる視差の算出頻度が変更される。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、合焦の度合いに応じた算出頻度にすることができる。また、本構成を有しない場合に比べ、算出頻度が過不足する事態の発生を抑制することができる。
また、本第1実施形態に係る撮像装置100では、視差算出部28Bにより算出された視差に応じて撮像素子20の駆動周波数が変更される。従って、本第1実施形態に係る撮像装置100は、本構成を有しない場合に比べ、撮像素子20の駆動周波数を合焦の度合いに応じた駆動周波数にすることができる。また、本構成を有しない場合に比べ、撮像素子20の駆動周波数が過不足する事態の発生を抑制することができる。
なお、上記第1実施形態では、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で4画素につき1画素を出力画素として用いる例(図21参照)を挙げたが、行単位及び列単位で出力画素を規定することで図21に示す例と同一の密度を実現してもよい。この場合、例えば図24に示すように、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で2画素につき1画素を出力画素とし、且つ、撮像素子20に含まれる全画素における行方向について列単位で2画素につき1画素を出力画素とする。これにより、図21に示す例と同一の密度が実現される。図24に示す出力画素が採用されている状態で、視差算出部28Bにより視差として2画素が算出された場合、特定の出力画素を無効化する。すなわち、撮像素子20に含まれる全画素における行方向について列単位で規定された出力画素を無効化する。これにより、図19に示す例と同一の密度が実現される。なお、ここで言う「無効化」とは、出力画素を撮像で使用しないようにすること(実際の出力対象とされず、画像の生成に供しないようにすること)を指す。
また、上記第1実施形態では、視差算出部28Bの視差算出可能範囲の上限を6画素としたが、視差算出可能範囲の上限として6画素を超える画素数を採用してもよい。この場合も行単位及び列単位で出力画素を規定することで密度の幅を広げることができる。例えば図25に示す例では、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で4画素につき1画素を出力画素とし、且つ、撮像素子20に含まれる全画素における行方向について列単位で2画素につき1画素を出力画素としている。これにより、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で6画素につき1画素を出力画素とした場合の密度よりも低い密度を実現することができる。
また、上記第1実施形態では、撮像素子20に含まれる全画素における列方向について行単位で出力画素を変更する場合の例を挙げて説明したが、これに限らず、撮像素子20に含まれる全画素における行方向について列単位で出力画素を変更してもよい。この場合も、スプリットイメージを表示させるために、出力画素に位相差画素が列単位で含まれるように位相差画素を所定の位置に予め配置しておくことは言うまでもない。また、視差の減少に応じて密度を高くする点についても上記第1実施形態と同様である。なお、密度を行単位や列単位に関係なく所定方向について所定画素数毎に出力画素を規定してもよい。この場合も、スプリットイメージを表示させるために、出力画素に位相差画素が含まれるように位相差画素を所定の位置に予め配置しておくことは言うまでもない。
また、上記第1実施形態では、視差算出部28Bにより算出された視差が5画素の場合及び6画素の場合について同一の密度(密度E)を適用したが、これに限らず、視差が5画素の場合と6画素の場合とで密度を変えてもよい。この場合、図10Bに示す第2出力画素決定テーブル29Bに代えて、一例として図26に示す第2出力画素決定テーブル29Cを用いればよい。図26に示す第2出力画素決定テーブル29Cは、図10Bに示す第2出力画素決定テーブル29Bと比較して、5画素の視差に対して密度Fが対応付けられている点が異なっている。密度Fとは、例えば撮像素子20の全画素における列方向について行単位で5画素につき1画素を出力画素とした場合の密度を指す。但し、全ての位相差画素をGフィルタに対応させて検出精度を揃えることを優先するのであれば、第2出力画素決定テーブル29Cではなく、第2出力画素決定テーブル29Bを用いることが好ましい。通常画像の解像度をできるだけ細かく段階的に調節することを優先するのであれば、第2出力画素決定テーブル29Bではなく、第2出力画素決定テーブル29Cを用いることが好ましい。
また、上記第1実施形態では、2×2画素のGフィルタに対して単一の位相差画素を配置する形態例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば2×2画素のGフィルタに対して一対の第1画素L及び第2画素Rを配置してもよい。例えば図27に示すように、2×2画素のGフィルタに対して行方向に隣接した一対の第1画素L及び第2画素Rを配置してもよい。また、例えば図28に示すように、2×2画素のGフィルタに対して列方向に隣接した一対の第1画素L及び第2画素Rを配置してもよい。いずれの場合も上記第1実施形態で説明したように、第1画素L及び第2画素Rの位置を、第1の画素群と第2の画素群との間で列方向及び行方向の少なくとも一方について所定画素数内で揃えることが好ましい。なお、図27及び図28には、第1画素Lと第2画素Rとを、第1の画素群と第2の画素群との間で列方向及び行方向の各々についての位置を1画素内で揃えた位置に配置した例が示されている。
また、上記第1実施形態では、基本配列パターンCを有するカラーフィルタ21を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図29〜32に示すようにカラーフィルタの原色(Rフィルタ,Gフィルタ,Bフィルタ)の配列をベイヤ配列としてもよい。図29〜図31に示す例では、Gフィルタに対して位相差画素が配置されている。
一例として図29に示すカラーフィルタ21Aは、3×3画素の正方行列の四隅及び中央がGフィルタとされた配列パターンG1の中央に位相差画素が配置されている。また、第1の画素Lと第2の画素Rとが行方向及び列方向の各々について1画素分のGフィルタを飛ばして(1画素分のGフィルタを間に置いて)交互に配置されている。また、第1画素Lと第2画素Rとが、第1の画素群と第2の画素群との間で列方向及び行方向の各々についての位置を1画素内で揃えた位置に配置されている。これにより、配列パターンG1の中央の位相差画素に基づく画像は配列パターンG1の四隅の通常画素に基づく画像を利用して補間可能となるため、本構成を有しない場合に比べ、補間精度を向上させることができる。
しかも、配列パターンG1の各々は互いに位置が重複していない。つまり、第1の画素L及び第2の画素Rは、第1及び第2の画素群に含まれる各画素に隣接する第3の画素群に含まれる画素による第3の画像で補間する第1及び第2の画像に含まれる画素が画素単位で重複しない位置に配置されている。そのため、位相差画素に基づく画像が他の位相差画素に基づく画像の補間で利用された通常画素に基づく画像で補間されることを回避することができる。よって、補間精度のより一層の向上が期待できる。
一例として図30に示すカラーフィルタ21Bは、配列パターンG1の中央及び図中正面視右下角に位相差画素が配置されている。また、第1の画素Lと第2の画素Rとが行方向及び列方向の各々について2画素分のGフィルタを飛ばして(2画素分のGフィルタを間に置いて)交互に配置されている。これにより、第1画素Lと第2画素Rとが、第1の画素群と第2の画素群との間で列方向及び行方向の各々についての位置を1画素内で揃えた位置に配置され、第1の画素L及び第2の画素Rを隣接させることができる。よって、ピントずれ以外の要因で画像ずれが発生するのを抑制することができる。
しかも、各位相差画素には同色のフィルタ(Gフィルタ)が設けられた通常画素が隣接するので、補間精度を向上させることができる。その上、配列パターンG1の各々は互いに位置が重複していない。つまり、第1の画素L及び第2の画素Rは、第1及び第2の画素群に含まれる各画素に隣接する第3の画素群に含まれる画素による第3の画像で補間する第1及び第2の画像に含まれる画素が一対の画素単位で重複しない位置に配置されている。ここで言う「一対の画素」とは、例えば各配列パターンG1に含まれる第1の画素L及び第2の画素R(一対の位相差画素)を指す。そのため、一対の位相差画素に基づく画像が他の一対の位相差画素に基づく画像の補間で利用された通常画素に基づく画像で補間されることを回避することができる。よって、補間精度のより一層の向上が期待できる。
一例として図31に示すカラーフィルタ21Cは、配列パターンG1の中央に第1の画素Lが、図中正面視右下角に第2の画素Rが配置されている。また、第1の画素Lは行方向及び列方向の各々について2画素分のGフィルタを飛ばして配置されており、第2の画素Rも行方向及び列方向の各々について2画素分のGフィルタを飛ばして配置されている。これにより、第1画素Lと第2画素Rとが、第1の画素群と第2の画素群との間で列方向及び行方向の各々についての位置を2画素内で揃えた位置に配置され、第1の画素L及び第2の画素Rを隣接させることができる。よって、ピントずれ以外の要因で画像ずれが発生するのを抑制することができる。
しかも、図31に示す例においても図30に示す例と同様に配列パターンG1の各々は互いに位置が重複していない。そのため、位相差画素に基づく画像が他の位相差画素に基づく画像の補間で利用された通常画素に基づく画像で補間されることを回避することができる。よって、補間精度のより一層の向上が期待できる。
また、カラーフィルタの他の構成例としては、例えば図32に示すカラーフィルタ21Dが挙げられる。図32には撮像素子20に設けられているカラーフィルタ21Dの原色(Rフィルタ,Gフィルタ,Bフィルタ)の配列及び遮光部材の配置の一例が模式的に示されている。図32に示すカラーフィルタ21Dでは、第1〜第4の行配列が列方向について繰り返し配置されている。第1の行配列とは、行方向に沿ってBフィルタ及びGフィルタが交互に配置された配列を指す。第2の行配列とは、第1の行配列を行方向に半ピッチ(半画素分)ずらした配列を指す。第3の行配列とは、行方向に沿ってGフィルタ及びRフィルタが交互に配置された配列を指す。第4の行配列とは、第3の行配列を行方向に半ピッチずらした配列を指す。
第1の行配列及び第2の行配列は列方向について半ピッチずれて隣接している。第2の行配列及び第3の行配列も列方向について半ピッチずれて隣接している。第3の行配列及び第4の行配列も列方向について半ピッチずれて隣接している。第4の行配列及び第1の行配列も列方向について半ピッチずれて隣接している。従って、第1〜4の行配列の各々は、列方向について2画素毎に繰り返し現れる。
第1の画素L及び第2の画素Rは、一例として図32に示すように、第3及び第4の行配列に対して割り当てられている。すなわち、第1の画素Lは、第3の行配列に対して割り当てられており、第2の画素Rは、第4の行配列に対して割り当てられている。また、第1の画素L及び第2の画素Rは、互いに隣接して(最小ピッチ)で対になって配置されている。また、図32に示す例では、第1の画素Lは、行方向及び列方向の各々について6画素毎に割り当てられており、第2の画素Rも、行方向及び列方向の各々について6画素毎に割り当てられている。これにより、第1の画素群と第2の画素群との位相差は、本構成を有しない場合と比較して、高精度に算出される。
また、図32に示す例では、第1の画素L及び第2の画素RにはGフィルタが割り当てられている。Gフィルタが設けられた画素は他色のフィルタが設けられた画素に比べ感度が良いため、補間精度を高めることができる。しかも、Gフィルタは、他色のフィルタに比べ、連続性があるため、Gフィルタが割り当てられた画素は他色のフィルタが割り当てられた画素に比べ補間がし易くなる。
また、上記第1実施形態では、上下方向に2分割されたスプリットイメージを例示したが、これに限らず、左右方向又は斜め方向に複数分割された画像をスプリットイメージとして適用してもよい。
例えば、図33に示すスプリットイメージ66aは、行方向に平行な複数の分割線63aにより奇数ラインと偶数ラインとに分割されている。このスプリットイメージ66aでは、第1の画素群から出力された出力信号に基づいて生成されたライン状(一例として短冊状)の位相差画像66Laが奇数ライン(偶数ラインでも可)に表示される。また、第2の画素群から出力された出力信号に基づき生成されたライン状(一例として短冊状)の位相差画像66Raが偶数ラインに表示される。
また、図34に示すスプリットイメージ66bは、行方向に傾き角を有する分割線63b(例えば、スプリットイメージ66bの対角線)により2分割されている。このスプリットイメージ66bでは、第1の画素群から出力された出力信号に基づき生成された位相差画像66Lbが一方の領域に表示される。また、第2の画素群から出力された出力信号に基づき生成された位相差画像66Rbが他方の領域に表示される。
また、図35A及び図35Bに示すスプリットイメージ66cは、行方向及び列方向にそれぞれ平行な格子状の分割線63cにより分割されている。スプリットイメージ66cでは、第1の画素群から出力された出力信号に基づき生成された位相差画像66Lcが市松模様(チェッカーパターン)状に並べられて表示される。また、第2の画素群から出力された出力信号に基づき生成された位相差画像66Rcが市松模様状に並べられて表示される。
更に、スプリットイメージに限らず、2つの位相差画像から他の合焦確認画像を生成し、合焦確認画像を表示するようにしてもよい。例えば、2つの位相差画像を重畳して合成表示し、ピントがずれている場合は2重像として表示され、ピントが合った状態ではクリアに画像が表示されるようにしてもよい。
なお、上記第1実施形態で説明した画像生成出力処理の流れ(図16参照)、高解像度化処理の流れ(図17参照)、低解像度化処理の流れ(図20参照)及び設定内容変更処理の流れ(図23参照)はあくまでも一例である。従って、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。また、上記第1実施形態で説明した画像生成出力処理に含まれる各処理は、プログラムを実行することにより、コンピュータを利用してソフトウェア構成により実現されてもよいし、その他のハードウェア構成で実現されてもよい。また、ハードウェア構成とソフトウェア構成の組み合わせによって実現してもよい。
上記第1実施形態で説明した画像生成出力処理を、コンピュータによりプログラムを実行することにより実現する場合は、プログラムを所定の記憶領域(例えばメモリ26)に予め記憶しておけばよい。なお、必ずしも最初からメモリ26に記憶させておく必要はない。例えば、コンピュータに接続されて使用されるSSD(Solid State Drive)、CD−ROM、DVDディスク、光磁気ディスク、ICカードなどの任意の「可搬型の記憶媒体」に先ずはプログラムを記憶させておいてもよい。そして、コンピュータがこれらの可搬型の記憶媒体からプログラムを取得して実行するようにしてもよい。また、インターネットやLAN(Local Area Network)などを介してコンピュータに接続される他のコンピュータまたはサーバ装置などに各プログラムを記憶させておき、コンピュータがこれらからプログラムを取得して実行するようにしてもよい。
[第2実施形態]
上記第1実施形態では、撮像装置100を例示したが、撮像装置100の変形例である携帯端末装置としては、例えばカメラ機能を有する携帯電話機やスマートフォン、PDA(Personal Digital Assistants)、携帯型ゲーム機などが挙げられる。本第2実施形態では、スマートフォンを例に挙げ、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
図36は、スマートフォン500の外観の一例を示す斜視図である。図36に示すスマートフォン500は、平板状の筐体502を有し、筐体502の一方の面に表示部としての表示パネル521と、入力部としての操作パネル522とが一体となった表示入力部520を備えている。また、筐体502は、スピーカ531と、マイクロホン532と、操作部540と、カメラ部541とを備えている。なお、筐体502の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド構造を有する構成を採用することもできる。
図37は、図36に示すスマートフォン500の構成の一例を示すブロック図である。図37に示すように、スマートフォン500の主たる構成要素として、無線通信部510と、表示入力部520と、通話部530と、操作部540と、カメラ部541と、記憶部550と、外部入出力部560と、を備える。また、スマートフォン500の主たる構成要素として、GPS(Global Positioning System)受信部570と、モーションセンサ部580と、電源部590と、主制御部501と、を備える。また、スマートフォン500の主たる機能として、基地局装置BSと移動通信網NWとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。
無線通信部510は、主制御部501の指示に従って、移動通信網NWに収容された基地局装置BSに対して無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、Webデータやストリーミングデータなどの受信を行う。
表示入力部520は、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル521と、操作パネル522とを備える。そのため、表示入力部520は、主制御部501の制御により、画像(静止画像および動画像)や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する。なお、生成された3Dを鑑賞する場合には、表示パネル521は、3D表示パネルであることが好ましい。
表示パネル521は、LCD、OELD(Organic Electro-Luminescence Display)などを表示デバイスとして用いたものである。操作パネル522は、表示パネル521の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指や尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。係るデバイスをユーザの指や尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部501に出力する。次いで、主制御部501は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル521上の操作位置(座標)を検出する。
図36に示すように、スマートフォン500の表示パネル521と操作パネル522とは一体となって表示入力部520を構成しているが、操作パネル522が表示パネル521を完全に覆うような配置となっている。この配置を採用した場合、操作パネル522は、表示パネル521外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル522は、表示パネル521に重なる重畳部分についての検出領域(以下、表示領域と称する)と、それ以外の表示パネル521に重ならない外縁部分についての検出領域(以下、非表示領域と称する)とを備えていてもよい。
なお、表示領域の大きさと表示パネル521の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル522が、外縁部分と、それ以外の内側部分の2つの感応領域を備えていてもよい。更に、外縁部分の幅は、筐体502の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、操作パネル522で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。
通話部530は、スピーカ531やマイクロホン532を備える。通話部530は、マイクロホン532を通じて入力されたユーザの音声を主制御部501にて処理可能な音声データに変換して主制御部501に出力する。また、通話部530は、無線通信部510あるいは外部入出力部560により受信された音声データを復号してスピーカ531から出力する。また、図27に示すように、例えば、スピーカ531を表示入力部520が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン532を筐体502の側面に搭載することができる。
操作部540は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図36に示すように、操作部540は、スマートフォン500の筐体502の側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。
記憶部550は、主制御部501の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータを記憶する。また、記憶部550は、WebブラウジングによりダウンロードしたWebデータや、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶する。また、記憶部550は、ストリーミングデータなどを一時的に記憶する。また、記憶部550は、スマートフォン内蔵の内部記憶部551と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部552を有する。なお、記憶部550を構成するそれぞれの内部記憶部551と外部記憶部552は、フラッシュメモリタイプ(flash memory type)、ハードディスクタイプ(hard disk type)などの格納媒体を用いて実現される。格納媒体としては、この他にも、マルチメディアカードマイクロタイプ(multimedia card micro type)、カードタイプのメモリ(例えば、MicroSD(登録商標)メモリ等)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)が例示できる。
外部入出力部560は、スマートフォン500に連結される全ての外部機器とのインタフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等又はネットワークにより直接的又は間接的に接続するためのものである。他の外部機器に通信等としては、例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)、IEEE1394などが挙げられる。ネットワークとしては、例えば、インターネット、無線LAN、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))、RFID(Radio Frequency Identification)、赤外線通信(Infrared Data Association:IrDA(登録商標))が挙げられる。また、ネットワークの他の例としては、UWB(Ultra Wideband(登録商標))、ジグビー(ZigBee(登録商標))などが挙げられる。
スマートフォン500に連結される外部機器としては、例えば、有/無線ヘッドセット、有/無線外部充電器、有/無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード(Memory card)が挙げられる。外部機器の他の例としては、SIM(Subscriber Identity Module Card)/UIM(User Identity Module Card)カード、オーディオ・ビデオI/O(Input/Output)端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器が挙げられる。外部オーディオ・ビデオ機器の他にも、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器が挙げられる。また、外部オーディオ・ビデオ機器に代えて、例えば有/無線接続されるスマートフォン、有/無線接続されるパーソナルコンピュータ、有/無線接続されるPDA、有/無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホンなども適用可能である。
外部入出力部は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン500の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン500の内部のデータが外部機器に伝送されるようにすることができる。
GPS受信部570は、主制御部501の指示にしたがって、GPS衛星ST1〜STnから送信されるGPS信号を受信し、受信した複数のGPS信号に基づく測位演算処理を実行し、当該スマートフォン500の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。GPS受信部570は、無線通信部510や外部入出力部560(例えば、無線LAN)から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。
モーションセンサ部580は、例えば、3軸の加速度センサなどを備え、主制御部501の指示にしたがって、スマートフォン500の物理的な動きを検出する。スマートフォン500の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン500の動く方向や加速度が検出される。この検出結果は、主制御部501に出力されるものである。
電源部590は、主制御部501の指示にしたがって、スマートフォン500の各部に、バッテリ(図示しない)に蓄えられる電力を供給するものである。
主制御部501は、マイクロプロセッサを備え、記憶部550が記憶する制御プログラムや制御データにしたがって動作し、スマートフォン500の各部を統括して制御するものである。また、主制御部501は、無線通信部510を通じて、音声通信やデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。
アプリケーション処理機能は、記憶部550が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部501が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部560を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Webページを閲覧するWebブラウジング機能などがある。
また、主制御部501は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ(静止画像や動画像のデータ)に基づいて、映像を表示入力部520に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部501が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部520に表示する機能のことをいう。
更に、主制御部501は、表示パネル521に対する表示制御と、操作部540、操作パネル522を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御とを実行する。
表示制御の実行により、主制御部501は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成するためのウィンドウを表示する。なお、スクロールバーとは、表示パネル521の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。
また、操作検出制御の実行により、主制御部501は、操作部540を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル522を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたりする。また、操作検出制御の実行により、主制御部501は、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。
更に、操作検出制御の実行により主制御部501は、操作パネル522に対する操作位置が、表示パネル521に重なる重畳部分(表示領域)か、それ以外の表示パネル21に重ならない外縁部分(非表示領域)かを判定する。そして、この判定結果を受けて、操作パネル522の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。
また、主制御部501は、操作パネル522に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも1つについて軌跡を描く操作を意味する。
カメラ部541は、CMOSやCCDなどの撮像素子を用いて撮像するデジタルカメラであり、図1等に示す撮像装置100と同様の機能を備えている。
また、カメラ部541は、マニュアルフォーカスモードとオートフォーカスモードとを切り替え可能である。マニュアルフォーカスモードが選択されると、操作部540又は表示入力部520に表示されるフォーカス用のアイコンボタン等を操作することにより、カメラ部541の撮影レンズのピント合わせを行うことができる。そして、マニュアルフォーカスモード時には、スプリットイメージが合成されたライブビュー画像を表示パネル521に表示させ、これによりマニュアルフォーカス時の合焦状態を確認できるようにしている。なお、図9に示すハイブリッドファインダー220をスマートフォン500に設けるようにしてもよい。
また、カメラ部541は、主制御部501の制御により、撮像によって得た画像データを例えばJPEG(Joint Photographic coding Experts Group)などの圧縮した画像データに変換する。そして、変換して得た画像データを記憶部550に記録したり、入出力部560や無線通信部510を通じて出力することができる。図36に示すにスマートフォン500において、カメラ部541は表示入力部520と同じ面に搭載されているが、カメラ部541の搭載位置はこれに限らず、表示入力部520の背面に搭載されてもよいし、あるいは、複数のカメラ部541が搭載されてもよい。なお、複数のカメラ部541が搭載されている場合には、撮像に供するカメラ部541を切り替えて単独にて撮像したり、あるいは、複数のカメラ部541を同時に使用して撮像したりすることもできる。
また、カメラ部541はスマートフォン500の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル521にカメラ部541で取得した画像を表示することや、操作パネル522の操作入力のひとつとして、カメラ部541の画像を利用することができる。また、GPS受信部570が位置を検出する際に、カメラ部541からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部541からの画像を参照して、3軸の加速度センサを用いずに、或いは、3軸の加速度センサと併用して、スマートフォン500のカメラ部541の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部541からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。
その他、静止画又は動画の画像データに各種情報を付加して記憶部550に記録したり、入出力部560や無線通信部510を通じて出力したりすることもできる。ここで言う「各種情報」としては、例えば、静止画又は動画の画像データにGPS受信部570により取得した位置情報、マイクロホン532により取得した音声情報(主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい)が挙げられる。この他にも、モーションセンサ部580により取得した姿勢情報等などであってもよい。
なお、上記各実施形態では、第1〜第3の画素群を有する撮像素子20を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1の画素群及び第2の画素群のみからなる撮像素子であってもよい。この種の撮像素子を有するデジタルカメラは、第1の画素群から出力された第1の画像及び第2の画素群から出力された第2の画像に基づいて3次元画像(3D画像)を生成することができるし、2次元画像(2D画像)も生成することができる。この場合、2次元画像の生成は、例えば第1の画像及び第2の画像の相互における同色の画素間で補間処理を行うことで実現される。また、補間処理を行わずに、第1の画像又は第2の画像を2次元画像として採用してもよい。
また、上記各実施形態では、第1〜第3の画像が画像処理部28に入力された場合に通常画像とスプリットイメージとの双方を表示装置の同画面に同時に表示する態様を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、表示制御部36が、表示装置に対する通常画像の表示を抑止し、かつ、表示装置に対してスプリットイメージを表示させる制御を行うようにしてもよい。ここで言う「通常画像の表示を抑止する」とは、例えば表示装置に対して通常画像を表示させないことを指す。具体的には、通常画像を生成するものの表示装置に通常画像を出力しないことで表示装置に対して通常画像を表示させないことや通常画像を生成しないことで表示装置に対して通常画像を表示させないことを指す。表示装置の画面全体を利用してスプリットイメージを表示させてもよいし、一例として図15に示すスプリットイメージの表示領域の全体を利用してスプリットイメージを表示させてもよい。なお、ここで言う「スプリットイメージ」としては、特定の撮像素子を使用する場合において、位相差画群から出力された画像(例えば第1の画素群から出力された第1の画像及び第2の画素群から出力された第2の画像)に基づくスプリットイメージが例示できる。「特定の撮像素子を使用する場合」としては、例えば位相差画素群(例えば第1の画素群及び第2の画素群)のみからなる撮像素子を使用する場合が挙げられる。この他にも、通常画素に対して所定の割合で位相差画素(例えば第1の画素群及び第2の画素群)が配置された撮像素子を使用する場合が例示できる。
また、通常画像の表示を抑止してスプリットイメージを表示させるための条件としては、様々な条件が考えられる。例えば、スプリットイメージの表示が指示されている状態で通常画像の表示指示が解除された場合に表示制御部36が表示装置に対して通常画像を表示させずにスプリットイメージを表示させる制御を行うようにしてもよい。また、例えば、撮影者がハイブリッドファインダーを覗きこんだ場合に表示制御部36が表示装置に対して通常画像を表示させずにスプリットイメージを表示させる制御を行うようにしてもよい。また、例えば、レリーズボタン211が半押し状態にされた場合に表示制御部36が表示装置に対して通常画像を表示させずにスプリットイメージを表示させる制御を行うようにしてもよい。また、例えば、レリーズボタン211に対して押圧操作が行われていない場合に表示制御部36が表示装置に対して通常画像を表示させずにスプリットイメージを表示させる制御を行うようにしてもよい。また、例えば、被写体の顔を検出する顔検出機能を働かせた場合に表示制御部36が表示装置に対して通常画像を表示させずにスプリットイメージを表示させる制御を行うようにしてもよい。
また、上記各実施形態では、スプリットイメージの表示領域として通常表示領域と拡大表示領域とを選択的に用いる例を挙げて説明したが、これに限らず、スプリットイメージの表示領域の大きさ(面積)を視差の大きさに応じて定めてもよい。つまり、表示領域の所定の大きさを限度にして、視差が小さいほど表示領域を大きくすることで、スプリットイメージの視認性を向上させることができる。
また、上記各実施形態では、解像度が変更されることを前提として、表示対象とされる画像のフレームレートを変更する例を挙げて説明したが、解像度の変更をせずに、フレームレートを変更するようにしてもよい。この場合、画像処理部28は、視差が閾値以下の場合、フレームレートを、視差が閾値を上回る場合のフレームレートよりも高めるようにしてもよい。また、画像処理部28は、視差が閾値以下の場合、フレームレートを、視差の減少に応じて高めるようにしてもよい。また、画像処理部28は、視差が閾値を上回る場合、フレームレートを、視差が閾値以下の場合のフレームレートよりも低くするようにしてもよい。また、画像処理部28は、視差が閾値を上回る場合、フレームレートを、視差の増大に応じて低くするようにしてもよい。