專利名稱：攝像裝置及攝像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝像裝置及攝像方法，能夠使用單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)生成由多個(gè)視點(diǎn)的平面圖像構(gòu)成的立體圖像。
背景技術(shù)：
以往，公知有能夠使用單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)生成由多個(gè)視點(diǎn)的平面圖像構(gòu)成的立體圖像的攝像裝置。在專利文獻(xiàn)I中公開了如下結(jié)構(gòu)包括單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)，通過使光圈旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行光瞳分割，以生成立體圖像。
在專利文獻(xiàn)2中公開了如下結(jié)構(gòu)設(shè)置有偏光元件，按各光路分別在攝像元件上受光，從而通過單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)獲取相位信息。在專利文獻(xiàn)3中公開了如下攝像裝置包括單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)；和攝像元件，排列有分別對(duì)通過了該單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的光束進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第I像素組及第2像素組；生成由可通過第I像素組獲取的平面圖像及可通過第2像素組獲取的平面圖像構(gòu)成的立體圖像。在專利文獻(xiàn)4中記載有如下內(nèi)容在專利文獻(xiàn)3所述的攝像裝置中，將第I像素的輸出和第2像素的輸出相加。在專利文獻(xiàn)5中公開了如下結(jié)構(gòu)在包括多個(gè)拍攝光學(xué)系統(tǒng)的復(fù)眼攝像裝置中，以為了進(jìn)行2D動(dòng)態(tài)畫面、3D動(dòng)態(tài)畫面的拍攝而分別設(shè)定的周期進(jìn)行曝光控制。在3D動(dòng)態(tài)畫面拍攝中，為了不改變深度，盡可能不移動(dòng)機(jī)械光圈。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特表2009-527007號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開2009-168995號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開平10-42314號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 :日本特開2008-299184號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 :日本特開2008-187385號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在能夠使用單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)生成由多個(gè)視點(diǎn)的平面圖像構(gòu)成的立體圖像的攝像裝置(以下稱為“單眼3D攝像裝置”)中，當(dāng)要通過多個(gè)視點(diǎn)的平面圖像生成一個(gè)寬動(dòng)態(tài)范圍的平面圖像時(shí)，導(dǎo)致在未對(duì)焦部分產(chǎn)生灰度錯(cuò)亂。以下說明這種灰度錯(cuò)亂的原理。首先，用圖12A來說明通過不進(jìn)行光瞳分割的單眼攝像裝置對(duì)三個(gè)被拍攝體91、92,93進(jìn)行拍攝的情況。在攝像元件16上成像的三個(gè)像91a、92a、93a中在攝像元件16上對(duì)焦的僅是存在于對(duì)焦面D上的被拍攝體92的像92a。被拍攝體91距拍攝鏡頭12的距離比對(duì)焦面D距拍攝鏡頭12的距離遠(yuǎn)，其對(duì)焦像91d形成在比攝像元件16接近拍攝鏡頭12的位置上，因此被拍攝體91的像91a沒有對(duì)焦而成為不清楚的圖像即模糊圖像。此外，被拍攝體93距拍攝鏡頭12的距離比對(duì)焦面D距拍攝鏡頭12的距離近，其對(duì)焦像93d形成在比攝像元件16遠(yuǎn)離拍攝鏡頭12的位置，因此被拍攝體93的像93a也沒有對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)而成為模糊圖像。接著，說明通過光瞳分割的單眼3D攝像裝置對(duì)三個(gè)被拍攝體91、92、93進(jìn)行拍攝的情況。在本例的單眼3D攝像裝置中，存在如下狀態(tài)如圖12B所示那樣通過快門95將拍攝鏡頭12的光瞳僅限制在上方的狀態(tài)和如圖12C所示那樣通過快門95將拍攝鏡頭12的光瞳僅限制在下方的狀態(tài)。這種單眼3D攝像裝置中的攝像元件16上的像的模糊量(像的未對(duì)焦量)及位置與圖12A所示的單眼攝像裝置不同。S卩，在圖12B所示的狀態(tài)下，如圖13B所示，與沒有進(jìn)行光瞳分割的情況(圖13A)的被拍攝體91的像91a相比，被拍攝體91的像91b的模糊量減小且位置向圖中的下側(cè)移動(dòng)。此外，被拍攝體93的像93b的模糊量減小且位置向圖中的上側(cè)移動(dòng)。在圖13C所示的狀態(tài)下，如圖13C所示，與沒有進(jìn)行光瞳分割的情況(圖13A)的被拍攝體91的像91a相比，被拍攝體91的像91c的模糊量減小且位置向圖中的上側(cè)移動(dòng)。此外，被拍攝體93的像93c的模糊量減小且位置向圖中的下側(cè)移動(dòng)。 在這種單眼3D攝像裝置中，在圖13B所示的圖像和圖13C所示的圖像中，在像91b與像91c、像93b與像93c中，成像位置偏移。即，在進(jìn)行高分辨率平面圖像的拍攝時(shí)，來自同一被拍攝體的光束通過拍攝鏡頭12的不同的光瞳位置，從而同一被拍攝體的像在攝像元件16的不同位置成像。因此，當(dāng)對(duì)以不同曝光時(shí)間曝光而獲取的兩個(gè)平面圖像進(jìn)行像素相加，存在產(chǎn)生由視差引起的灰度錯(cuò)亂的問題。在專利文獻(xiàn)f 5中沒有公開能夠改善由視差引起的灰度錯(cuò)亂的結(jié)構(gòu)。另外，在專利文獻(xiàn)4中所記載的結(jié)構(gòu)中，無法生成寬動(dòng)態(tài)范圍的圖像。此外，僅是單純?cè)诟浇袼乇舜酥g進(jìn)行像素相加，因此存在對(duì)焦后的主要被拍攝體的分辨率因像素相加而下降的問題。例如，在進(jìn)行兩像素混合的情況下，導(dǎo)致分辨率下降至1/2。專利文獻(xiàn)5中所記載的結(jié)構(gòu)是復(fù)眼方式，因此即使設(shè)置為小光圈，也不發(fā)生成像偏移，此外重點(diǎn)在于不切換光圈。本發(fā)明是鑒于上述狀況而作出，其目的在于提供一種攝像裝置及攝像方法，能夠減小由光瞳分割引起的成像偏移，提聞寬動(dòng)態(tài)范圍圖像的品質(zhì)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種攝像裝置，包括單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)；和攝像元件，具有分別對(duì)通過了單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的光束進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第I像素組及第2像素組；能夠通過第I像素組及第2像素組對(duì)同一場(chǎng)景進(jìn)行拍攝，并生成由第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)及第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)構(gòu)成的立體圖像，攝像裝置的特征在于，包括拍攝模式設(shè)定單元，接受拍攝模式的設(shè)定輸入，以設(shè)定成通過第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)和第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加取得一個(gè)平面圖像的第I平面拍攝模式及第2平面拍攝模式中的一個(gè)拍攝模式；拍攝執(zhí)行控制單元，當(dāng)進(jìn)行第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)，使攝像元件的第I像素組和第2像素組進(jìn)行相同曝光時(shí)間的曝光，進(jìn)行第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)和第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加，從而取得平面圖像，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，使攝像元件的第I像素組和第2像素組進(jìn)行不同曝光時(shí)間的曝光，進(jìn)行第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)和第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加，從而取得寬動(dòng)態(tài)范圍的平面圖像；光圈裝置，配置在供入射到攝像元件的光束通過的光路中；及光圈控制單元，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，將光圈裝置的光圈值設(shè)定成大于進(jìn)行第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)的光圈值。
S卩，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式(DR模式)的拍攝時(shí)，與進(jìn)行第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)相比，光圈裝置的光圈值增大，因此能夠減小由光瞳分割引起的成像偏移，提高寬動(dòng)態(tài)范圍的平面圖像的品質(zhì)。另外，光圈裝置不限定于配置在拍攝光學(xué)系統(tǒng)與攝像元件之間的情況，也有拍攝光學(xué)系統(tǒng)由多個(gè)透鏡(透鏡組)構(gòu)成、光圈裝置配置在透鏡組中的情況。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，第I像素組和第2像素組由二維排列的受光元件構(gòu)成，在攝像元件中，第I像素組的各像素和第2像素組的各像素彼此相鄰地配置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，還包括光學(xué)部件，該光學(xué)部件對(duì)通過了拍攝光學(xué)系統(tǒng)的光束進(jìn)行分割，攝像元件由分別接收通過光學(xué)部件進(jìn)行光瞳分割而得到的光束的具有第I像素組的第I攝像元件和具有第2像素組的第2攝像元件構(gòu)成。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，當(dāng)進(jìn)行第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)，光圈控制單元將光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)?！ご送?，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，還包括減光鏡，能夠插入到供入射于攝像元件的光束通過的光路中；和被拍攝體亮度取得單元，取得被拍攝體亮度；當(dāng)進(jìn)行第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)，光圈控制單元根據(jù)由被拍攝體亮度取得單元取得的被拍攝體亮度來控制是否將減光鏡插入到光路中。S卩，當(dāng)進(jìn)行第I平面拍攝模式(SN模式)的拍攝時(shí)，能夠避免由光圈引起的衍射而獲取更聞品質(zhì)的圖像。另外，減光鏡不限定于配置在拍攝光學(xué)系統(tǒng)與攝像元件之間的情況，也有拍攝光學(xué)系統(tǒng)由多個(gè)透鏡(透鏡組)構(gòu)成、減光鏡配置在透鏡組中的情況。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，還包括被拍攝體距離取得單元，該被拍攝體距離取得單元取得被拍攝體距離，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，光圈控制單元根據(jù)由被拍攝體距離取得單元取得的被拍攝體距離來切換是否將光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，在被拍攝體距離大于閾值的情況下，光圈控制單元將光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。即，即使在進(jìn)行第2平面拍攝模式(DR模式)的拍攝時(shí)，在被拍攝體距離較大的情況下，成像偏移減小，因此也能夠通過將光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)來避免由光圈引起的衍射而獲取更聞品質(zhì)的寬動(dòng)態(tài)范圍圖像。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，還包括焦距取得單元，該焦距取得單元取得拍攝光學(xué)系統(tǒng)的焦距，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，光圈控制單元根據(jù)由焦距取得單元取得的焦距來切換是否將光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，在焦距為閾值以下的情況下，光圈控制單元將光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。S卩，即使在進(jìn)行第2平面拍攝模式(DR模式)的拍攝時(shí)，在拍攝光學(xué)系統(tǒng)的焦距較小的情況下，成像偏移減小，因此也能夠通過將光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)來避免由光圈引起的衍射而獲取更聞品質(zhì)的寬動(dòng)態(tài)范圍圖像。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，在光圈裝置被設(shè)置為開放狀態(tài)的情況下，光圈控制單元根據(jù)被拍攝體亮度來切換是否將減光鏡設(shè)置為插入狀態(tài)。
S卩，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式(DR模式)的拍攝時(shí)，即使在將光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)的情況下，也能夠通過減光鏡進(jìn)行亮度調(diào)整來獲取更高品質(zhì)的圖像。此外，本發(fā)明提供一種攝像方法，使用單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)、具有分別對(duì)通過了單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的光束進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第I像素組及第2像素組的攝像元件和配置于向攝像元件入射的光束所通過的光路中的光圈裝置，通過第I像素組及第2像素組對(duì)同一場(chǎng)景進(jìn)行拍攝，取得由第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)及第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)構(gòu)成的平面圖像，攝像方法的特征在于，包括以下步驟接收通過第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)和第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加取得一個(gè)平面圖像的第I平面拍攝模式及第2平面拍攝模式中的一個(gè)拍攝模式的設(shè)定輸入；當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，將光圈裝置的光圈值設(shè)置成大于進(jìn)行第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)的光圈值；及當(dāng)進(jìn)行第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)，使攝像元件的第I像素組和第2像素組進(jìn)行相同曝光時(shí)間的曝光，進(jìn)行第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)和第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加，從而取得平面圖像，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，使攝像元件的第I像素組和第2像素組進(jìn)行不同曝光時(shí)間的曝光，進(jìn)行第I像素組的 像素?cái)?shù)據(jù)和第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加，從而取得寬動(dòng)態(tài)范圍的平面圖像。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，當(dāng)進(jìn)行第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)，將光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，使用能夠插入到向攝像元件入射的光束所通過的光路中的減光鏡和取得被拍攝體亮度的被拍攝體亮度取得單元，當(dāng)進(jìn)行第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)，根據(jù)由被拍攝體亮度取得單元取得的被拍攝體亮度來控制是否將減光鏡插入到光路中。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，使用取得被拍攝體距離的被拍攝體距離取得單元，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，根據(jù)由被拍攝體距離取得單元取得的被拍攝體距離來切換是否將光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，在被拍攝體距離大于閾值的情況下，將光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，使用取得拍攝光學(xué)系統(tǒng)的焦距的焦距取得單元，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，根據(jù)由焦距取得單元取得的焦距來切換是否將光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，在焦距為閾值以下的情況下，將光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，當(dāng)進(jìn)行第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，在光圈裝置被設(shè)置為開放狀態(tài)的情況下，根據(jù)被拍攝體亮度來切換是否將減光鏡設(shè)置為插入狀態(tài)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠減小由光瞳分割引起的成像偏移來改善偽分辨，從而提高寬動(dòng)態(tài)范圍圖像的品質(zhì)。


圖I是表示本發(fā)明所涉及的攝像裝置的硬件結(jié)構(gòu)例的框圖。
圖2是表示攝像元件的結(jié)構(gòu)例的圖。 圖3是表示攝像像素的圖。圖4是圖3的主要部分放大圖。圖5是第I實(shí)施方式中的攝像裝置的主要部分框圖。圖6是表示第I實(shí)施方式中的攝像處理例的流程的流程圖。圖7是表示第2實(shí)施方式中的攝像處理例的流程的流程圖。圖8是第3實(shí)施方式中的攝像裝置的主要部分框圖。圖9是表示第3實(shí)施方式中的攝像處理例的流程的流程圖。圖10是表示拍攝模式設(shè)定處理的流程的流程圖。圖11是表示拜耳排列的例子的示意圖。圖12是用于說明本發(fā)明的課題的說明圖，圖12A是表示沒有進(jìn)行光瞳分割的攝像系統(tǒng)的主要部分的說明圖，圖12B及圖12C是表示光瞳分割方式的3D單眼攝像系統(tǒng)的主要部分的說明圖。圖13是用于說明本發(fā)明的課題的說明圖，圖13A是表示沒有進(jìn)行光瞳分割的攝像系統(tǒng)中的成像的狀況的示意圖，圖13B及圖13C是表示光瞳分割方式的3D單眼攝像系統(tǒng)中的成像的狀況的示意圖。圖14是表示光瞳分割的其他例子的說明圖。
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。<攝像裝置的整體結(jié)構(gòu)>圖I是表示本發(fā)明所涉及的攝像裝置10的實(shí)施方式的框圖。該攝像裝置10在記錄介質(zhì)54中記錄所拍攝的圖像，裝置整體的動(dòng)作由中央處理裝置(CPU) 40進(jìn)行集中控制。在攝像裝置10中，設(shè)置有快門按鈕、模式撥盤、重放按鈕、菜單/確認(rèn)鍵、十字鍵、返回鍵等的操作部38。來自該操作部38的信號(hào)輸入到CPU40輸入，CPU40根據(jù)輸入信號(hào)控制攝像裝置10的各電路，例如進(jìn)行鏡頭驅(qū)動(dòng)控制、光圈驅(qū)動(dòng)控制、拍攝動(dòng)作控制、圖像處理控制、圖像數(shù)據(jù)的記錄/重放控制及立體顯示用的液晶監(jiān)控器30的顯示控制等。快門按鈕是輸入拍攝開始的指示的操作按鈕，由包括半按時(shí)接通(ON)的SI開關(guān)和全按時(shí)接通的S2開關(guān)的二級(jí)行程式開關(guān)構(gòu)成。模式撥盤是選擇2D拍攝模式、3D拍攝模式、DR模式、SN模式等拍攝模式的選擇單元。重放按鈕是用于切換為使所拍攝記錄的立體圖像(3D圖像)、平面圖像(2D圖像)的靜態(tài)畫面或動(dòng)態(tài)畫面在液晶監(jiān)控器30上顯示的重放模式的按鈕。菜單/確認(rèn)鍵是兼?zhèn)渥鳛橛糜谶M(jìn)行使菜單顯示在液晶監(jiān)控器30的畫面上的指令的菜單按鈕的功能和作為指示選擇內(nèi)容的確定及執(zhí)行等的確認(rèn)按鈕的功能的操作鍵。十字鍵是輸入上下左右四個(gè)方向的指示的操作部，作為從菜單畫面選擇項(xiàng)目或從各菜單指示各種設(shè)定項(xiàng)目的選擇的按鈕(光標(biāo)移動(dòng)操作單元)而發(fā)揮作用。此外，十字鍵的上/下鍵作為拍攝時(shí)的變焦開關(guān)或重放模式時(shí)的重放變焦開關(guān)而發(fā)揮作用，左/右鍵作為重放模式時(shí)的送幀(正向/反向傳送)按鈕而發(fā)揮作用。返回鍵是在消除選擇項(xiàng)目等所希望的對(duì)象及取消指示內(nèi)容或退回到前一操作狀態(tài)時(shí)等情況下使用的。在拍攝模式時(shí)，表示被拍攝體的圖像光經(jīng)由包括聚焦透鏡和變焦透鏡的拍攝鏡頭12 (拍攝光學(xué)系統(tǒng))、光圈14而在攝像兀件16的受光面上成像。拍攝鏡頭12通過由CPU40控制的鏡頭驅(qū)動(dòng)部36進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行聚焦控制、變焦控制等。光圈14配置在供入射到攝像元件16的光束通過的光路13中，例如包括五個(gè)光圈葉片。光圈14通過由CPU40控制的光圈驅(qū)動(dòng)部34進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，例如在光圈值Fl. 4>11的范圍內(nèi)以IAV刻度分6個(gè)階段地進(jìn)行控制光圈。另外，在圖I中表示了在拍攝鏡頭12與攝像元件16之間配置有光圈14的情況，但不特別限定于這種情況。也有拍攝鏡頭12由多個(gè)透鏡(或多個(gè)透鏡組)構(gòu)成、在拍攝鏡頭12中配置有光圈14的情況。ND濾鏡15 (減光鏡)是減小向攝像元件16入射的光量的器件，能夠插入到供入射到攝像元件16的光束通過的光路13中。另外，在圖I中表示了在拍攝鏡頭12與攝像元件16之間配置有ND濾鏡15的情況，但不特別限定于這種情況。也有拍攝鏡頭12由多個(gè)鏡頭(或多個(gè)鏡頭組)構(gòu)成、在拍攝鏡頭12中配置有ND濾鏡15的情況。ND濾鏡15通過濾鏡插拔驅(qū)動(dòng)部33而在插入到光路13中的插入狀態(tài)和從光路13偏離的非插入狀態(tài)之間進(jìn)行切換。ND濾鏡15的個(gè)數(shù)沒有特別限定。也可以由多個(gè)(例如 五個(gè))濾鏡構(gòu)成。CPU40經(jīng)由攝像元件控制部32控制攝像元件16中的曝光時(shí)間(電荷蓄積時(shí)間)及攝像元件16中的圖像信號(hào)的讀出。此外，CPU40經(jīng)由攝像元件控制部32控制攝像元件16中的像素相加。此外，CPU40經(jīng)由濾鏡插拔控制部33而在ND濾鏡15的插入狀態(tài)及非插入狀態(tài)之間進(jìn)行切換。此外，CPU40經(jīng)由光圈驅(qū)動(dòng)部34控制光圈14。<單眼3D攝像元件的結(jié)構(gòu)例>圖2是表示攝像元件16的結(jié)構(gòu)例的圖。攝像元件16具有分別排列成矩陣狀的奇數(shù)行的攝像像素(以下稱為“主像素”)和偶數(shù)行的攝像像素(以下稱為“副像素”)，能夠獨(dú)立地讀出通過這些主、副像素分別進(jìn)行了光電轉(zhuǎn)換的雙面量的圖像信號(hào)。如圖2所示，在攝像元件16的奇數(shù)行(1、3、5、……)交替地設(shè)置有具有R(紅)、
G(綠)、B(藍(lán))的濾色器的像素中的、GRGR......的像素排列的行和BGBG......的像素排列的
行，另一方面，偶數(shù)行(2、4、6、……)的像素與奇數(shù)行同樣地，交替地設(shè)置有GRGR……的像
素排列的行和BGBG......的像素排列的行，并且對(duì)于偶數(shù)行的像素，像素彼此在行方向上偏
移與排列間距的二分之一間距相當(dāng)?shù)木嚯x而配置。即，攝像元件16的像素排列為蜂巢型排列。圖3是表示拍攝鏡頭12、光圈14及攝像元件16的主像素H)a、副像素PDb的各一個(gè)像素的圖，圖4是圖3的主要部分放大圖。如圖4A所示，通過出瞳的光束經(jīng)由微型透鏡L不受限制地入射到通常的攝像元件的像素(光電二極管ro)。相對(duì)于此，在攝像元件16的主像素TOa及副像素PDb上形成有遮光部件16A，通過該遮光部件16A，主像素H)a、副像素PDb的受光面的右半部分或左半部分被遮光。即，遮光部件16A具有作為光瞳分割部件的功能。如圖4A所示，主像素PDa組和副像素PDb組由二維排列的受光元件H)a、PDb構(gòu)成，在攝像元件16上，主像素PDa和副像素PDb彼此相鄰地配置。另外，上述結(jié)構(gòu)的攝像元件16構(gòu)成為，在主像素PDa和副像素I3Db中光束被遮光部件16A限制的區(qū)域(右半部分、左半部分)互不相同，但不限于此，也可以不設(shè)置遮光部件16A,而是使微型透鏡L與光電二極管F1D(PDalDb)在左右方向上相對(duì)偏移,并根據(jù)該偏移方向來限制向光電二極管H)入射的光束，此外也可以對(duì)兩個(gè)像素(主像素和副像素)設(shè)置一個(gè)微型透鏡，從而限制向各像素入射的光束。返回圖1，攝像元件16上所蓄積的信號(hào)電荷根據(jù)從攝像元件控制部32施加的讀出信號(hào)，作為與信號(hào)電荷對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)而被讀出。本例的攝像元件16具有像素相加功能，在通過CPU40的控制并經(jīng)由攝像元件控制部32指示了像素相加的情況下，根據(jù)該指示進(jìn)行像素相加。在DR模式的情況下，將以不同的曝光時(shí)間曝光的主像素的電荷(像素值)和副像素的電荷(像素值)相加。從攝像元件16讀出的電壓信號(hào)施加到模擬信號(hào)處理部18，此處，各像素的R、G、B信號(hào)被采樣保持，以從CPU40指定的增益(相當(dāng)于ISO靈敏度)放大之后施加到A/D轉(zhuǎn)換器20。A/D轉(zhuǎn)換器20將依次輸入的R、G、B信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字的R、G、B信號(hào)并輸出到圖像輸入控制器22。數(shù)字信號(hào)處理部24對(duì)經(jīng)由圖像輸入控制器22輸入的數(shù)字的圖像信號(hào)進(jìn)行偏移處 理、包括白平衡校正及靈敏度校正的增益/控制處理、伽馬校正(gamma correction)處理、同步處理、YC處理、對(duì)比度增強(qiáng)、輪廓校正等預(yù)定的信號(hào)處理。此外，EEPR0M56是存儲(chǔ)有相機(jī)控制程序、攝像元件16的缺陷信息及圖像處理等中所使用的各種參數(shù)及表、程序框圖等的非易失性存儲(chǔ)器。此處，如圖2B及圖2C所示，從攝像元件16的奇數(shù)行的主像素讀出的主像素?cái)?shù)據(jù)作為左視點(diǎn)的平面圖像(以下稱為“左圖像”)而被處理，從偶數(shù)行的副像素讀出的副像素?cái)?shù)據(jù)作為右視點(diǎn)的平面圖像(以下稱為“右圖像”)而被處理。在數(shù)字信號(hào)處理部24中被處理的左圖像及右圖像輸入到VRAM50。在VRAM50中包括分別存儲(chǔ)表示一幀的3D圖像的3D圖像數(shù)據(jù)的A區(qū)域和B區(qū)域。在VRAM50中，表示一幀的3D圖像的3D圖像數(shù)據(jù)交替地重寫在A區(qū)域和B區(qū)域。從VRAM50的A區(qū)域及B區(qū)域中重寫有3D圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域以外的區(qū)域，讀出寫入的3D圖像數(shù)據(jù)。從VRAM50讀出的3D圖像數(shù)據(jù)在視頻編碼器28中進(jìn)行編碼，并輸出到設(shè)置于相機(jī)背面的立體顯示用的液晶監(jiān)控器30 (IXD)，由此在液晶監(jiān)控器30的顯示畫面上顯示3D的被拍攝體像。該液晶監(jiān)控器30是能夠?qū)⒘Ⅲw圖像(左圖像及右圖像)通過視差屏障作為分別具有預(yù)定的指向性的指向性圖像來進(jìn)行顯示的立體顯示單元，但不限于此，也可以通過佩戴使用雙凸透鏡的部件或偏光眼鏡、液晶快門眼鏡等專用眼鏡也能夠分別看到左圖像和右圖像。此外，當(dāng)操作部38的快門按鈕進(jìn)行第I階段的按下(半按)時(shí)，攝像元件16開始進(jìn)行AF動(dòng)作及AE動(dòng)作，經(jīng)由鏡頭驅(qū)動(dòng)部36進(jìn)行控制，以使拍攝鏡頭12內(nèi)的聚焦透鏡到達(dá)對(duì)焦位置。此外，在快門按鈕被半按時(shí)從A/D轉(zhuǎn)換器20輸出的圖像數(shù)據(jù)被取入到AE檢測(cè)部44。在AE檢測(cè)部44中，對(duì)整個(gè)畫面的G信號(hào)進(jìn)行積算，或?qū)嬅嬷醒氩亢椭苓叢窟M(jìn)行不同加權(quán)后的G信號(hào)進(jìn)行積算，并向CPU40輸出該積算值(AE評(píng)價(jià)值)。 AF處理部42是進(jìn)行對(duì)比度AF處理或相位AF處理的部分。當(dāng)進(jìn)行對(duì)比度AF處理時(shí)，提取出左圖像數(shù)據(jù)及右圖像數(shù)據(jù)中的至少一方的圖像數(shù)據(jù)中的預(yù)定的焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)的高頻成分，對(duì)該高頻成分進(jìn)行積分，從而計(jì)算出表示對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的AF評(píng)價(jià)值。以使該AF評(píng)價(jià)值成為極大的方式控制拍攝鏡頭12內(nèi)的聚焦透鏡，從而進(jìn)行AF控制。此外，當(dāng)進(jìn)行相位差A(yù)F處理時(shí)，檢測(cè)左圖像數(shù)據(jù)及右圖像數(shù)據(jù)中的與預(yù)定的焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的主像素、副像素對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)的相位差，并根據(jù)表示該相位差的信息求出散焦量。以使該散焦量成為O的方式控制拍攝鏡頭12內(nèi)的聚焦透鏡，從而進(jìn)行AF控制。在該AF控制中，AF處理部42計(jì)算進(jìn)行對(duì)焦后的被拍攝體的被拍攝體距離。當(dāng)AE動(dòng)作及AF動(dòng)作結(jié)束、快門按鈕進(jìn)行第2階段的按下(全按)時(shí)，響應(yīng)于該按下，與從A/D轉(zhuǎn)換器20輸出的主像素及副像素對(duì)應(yīng)的左圖像及右圖像的兩個(gè)量的圖像數(shù)據(jù)從圖像輸入控制器22輸入到存儲(chǔ)器(SDRAM) 48，暫時(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)。暫時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器48中的兩個(gè)量的圖像數(shù)據(jù)被數(shù)字信號(hào)處理部24適當(dāng)讀出，此處進(jìn)行包含圖像數(shù)據(jù)的亮度數(shù)據(jù)及色差數(shù)據(jù)的生成處理(YC處理)的預(yù)定的信號(hào)處理。YC處理后的圖像數(shù)據(jù)(YC數(shù)據(jù))再次存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器48中。接著，兩個(gè)量的YC數(shù)據(jù)分別輸出到壓縮解壓縮處理部26,在執(zhí)行JPEG (joint photographic experts group :聯(lián)合圖像專家小組)等預(yù)定的壓縮處理之后，再次存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器48中。
根據(jù)存儲(chǔ)器48中所存儲(chǔ)的兩個(gè)量的YC數(shù)據(jù)(壓縮數(shù)據(jù))，生成多畫面文件(MP文件多個(gè)圖像連結(jié)的形式的文件)，通過介質(zhì)控制器52讀出該P(yáng)M文件，并記錄到存儲(chǔ)卡54中。接著，將本發(fā)明分為第I實(shí)施方式 第3實(shí)施方式來如下進(jìn)行說明。<第I實(shí)施方式>圖5是表示攝像裝置10的主要部分的具體結(jié)構(gòu)的框圖。另外，在圖5中，對(duì)圖I中所表示的構(gòu)成要素標(biāo)以同一標(biāo)號(hào)，對(duì)于已說明的事項(xiàng)，以下省略其說明。在本實(shí)施方式的攝像裝置10中，CPU40包括拍攝模式設(shè)定控制部62、AE控制部64、AF控制部66、拍攝執(zhí)行控制部68及光圈控制部70而成。拍攝模式設(shè)定控制部62通過操作部38接收拍攝模式的設(shè)定輸入，在存儲(chǔ)器48中存儲(chǔ)所接收的拍攝模式。拍攝模式中存在取得3D圖像(立體圖像)的3D拍攝模式和取得2D圖像(平面圖像)的2D拍攝模式。此外，2D拍攝模式中存在DR模式(DR拍攝模式)和SN模式(SN拍攝模式)。在DR(寬動(dòng)態(tài)范圍)模式中，對(duì)攝像元件16的主像素和副像素進(jìn)行不同的曝光時(shí)間的曝光，在上述曝光時(shí)間不同的多個(gè)像素之間將電荷(像素值)相加。根據(jù)該DR模式的像素相加，即使在亮的拍攝場(chǎng)景下也能夠獲取寬動(dòng)態(tài)范圍的2D圖像(DR圖像)。S卩，DR模式是特別的2D拍攝模式，與使用主像素組及副像素組中的一方的像素值的2D拍攝模式(2D普通模式)不同，使用主像素組及副像素組雙方的像素值(像素?cái)?shù)據(jù))生成2D圖像。在SN(噪聲降低)模式中，對(duì)攝像元件16的主像素和副像素進(jìn)行相同曝光時(shí)間的曝光，在上述相同曝光時(shí)間的多個(gè)像素之間將電荷(像素值)相加。根據(jù)該SN模式的像素相加，即使在暗的拍攝場(chǎng)景下也能夠獲取亮的圖像(例如3D圖像)。若不進(jìn)行SN模式的像素相加而進(jìn)行信號(hào)的增益放大(amplification)，則伴隨著該增益放大，噪聲也增大，但是在SN模式中，由于在相同曝光時(shí)間的多個(gè)像素之間進(jìn)行電荷的相加，因此能夠獲取噪聲小且亮的圖像。此外，在SN模式中，由于在相同曝光時(shí)間的像素之間進(jìn)行像素相加，因此消除了成像偏移的影響(偽分辨)。
AE控制部64按照后述的光圈控制部70的控制進(jìn)行AE控制，根據(jù)從AE檢測(cè)部44輸出的累計(jì)值計(jì)算EV值(被拍攝體亮度)，按照光圈控制部70的控制，根據(jù)EV值確定光圈14的光圈值、ND濾鏡15的插入與否(插入狀態(tài)/非插入狀態(tài))及攝像元件16的快門速度，根據(jù)所確定的光圈值并經(jīng)由光圈驅(qū)動(dòng)部34控制光圈14，根據(jù)所確定的ND濾鏡15的插入與否并經(jīng)由濾鏡插拔驅(qū)動(dòng)部33切換ND濾鏡15的插入狀態(tài)/非插入狀態(tài)，根據(jù)所確定的快門速度并經(jīng)由攝像元件控制部32控制攝像元件16中的曝光時(shí)間(電荷蓄積時(shí)間)。AF控制部66通過控制AF處理部42來進(jìn)行對(duì)比度AF處理或相位差A(yù)F處理。在該AF控制中，從AF處理部42取得對(duì)焦后的被拍攝體的被拍攝體距離。拍攝執(zhí)行控制部68經(jīng)由攝像元件控制部32控制攝像元件16中的電荷蓄積及電荷(像素?cái)?shù)據(jù))的讀出，取得由主像素組的像素?cái)?shù)據(jù)構(gòu)成的左圖像和由副像素組的像素?cái)?shù)據(jù)構(gòu)成的右圖像。此外，拍攝執(zhí)行控制部68經(jīng)由攝像元件控制部32控制攝像元件16，通過攝像元件16進(jìn)行主像素和副像素的像素值的相加(主副像素相加)。
·
在進(jìn)行3D普通模式的拍攝的情況下，拍攝執(zhí)行控制部68通過攝像元件16對(duì)被拍攝體進(jìn)行拍攝，取得由左圖像及右圖像的組構(gòu)成的3D圖像(立體圖像)，經(jīng)由介質(zhì)I/F52在記錄介質(zhì)54中記錄該3D圖像。在進(jìn)行SN模式的拍攝的情況下，生成在主像素彼此及副像素彼此間進(jìn)行像素相加而獲取的3D圖像，并記錄在記錄介質(zhì)54中。在進(jìn)行SN模式的拍攝的情況下，拍攝執(zhí)行控制部68對(duì)攝像元件16的主像素組和副像素組進(jìn)行相同曝光時(shí)間的曝光，進(jìn)行主像素組的像素?cái)?shù)據(jù)與副像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加，從而生成一個(gè)噪聲降低的平面圖像，并經(jīng)由介質(zhì)I/F52記錄在記錄介質(zhì)54中。在進(jìn)行DR模式的拍攝的情況下，拍攝執(zhí)行控制部68對(duì)攝像元件16的主像素組和副像素組進(jìn)行不同的曝光時(shí)間的曝光，進(jìn)行主像素組的像素?cái)?shù)據(jù)與副像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加，從而生成一個(gè)寬動(dòng)態(tài)范圍的平面圖像(寬動(dòng)態(tài)范圍圖像)，并經(jīng)由介質(zhì)I/F52記錄在記錄介質(zhì)54中。光圈控制部70按照拍攝執(zhí)行控制部68的指示，通過光圈驅(qū)動(dòng)部34切換光圈14的光圈值(F值)。此外，光圈控制部70按照拍攝執(zhí)行控制部68的指示，通過濾鏡插拔驅(qū)動(dòng)部33在ND濾鏡15的插入狀態(tài)與非插入狀態(tài)之間進(jìn)行切換。插入狀態(tài)是ND濾鏡15插入到光路13中(光軸上)的狀態(tài)，非插入狀態(tài)是ND濾鏡15從光路13偏離的狀態(tài)。另外，ND濾鏡15的個(gè)數(shù)可以是多個(gè)，在多個(gè)的情況下控制插入個(gè)數(shù)。光圈控制部70在進(jìn)行SN模式的拍攝時(shí)，將光圈裝置70設(shè)為開放狀態(tài)(將光圈值設(shè)為最小值)，并且根據(jù)通過AE控制部64取得的被拍攝體亮度，來控制是將ND濾鏡15設(shè)成插入到從拍攝鏡頭12到攝像元件16的光路13中的插入狀態(tài)還是設(shè)置成非插入狀態(tài)。此外，本實(shí)施方式的光圈控制部70在進(jìn)行DR模式的拍攝時(shí)，將光圈14的光圈值設(shè)成大于立體圖像的拍攝時(shí)(在本例中為SN模式)的光圈值，并且將ND濾鏡15設(shè)為非插入狀態(tài)。圖6是表示第I實(shí)施方式的攝像處理例的流程的流程圖。本處理由CPU40按照程序執(zhí)行。在步驟S2中，通過AE控制部64進(jìn)行AE處理。通過該AE處理計(jì)算被拍攝體亮度(EV 值)。
在步驟S4中，通過AF控制部66進(jìn)行AF(自動(dòng)對(duì)焦)處理。通過該AF處理，取得對(duì)焦后的主要被拍攝體的被拍攝體距離。在步驟S6中，判定拍攝模式。另外，攝像裝置10的拍攝模式實(shí)際上有各種模式，但是為了容易理解本發(fā)明的特征，以下將拍攝模式限定為DR模式及SN模式來進(jìn)行說明。另外，在本例的SN模式中，生成像素相加的3D圖像。在拍攝模式為SN模式的情況下前進(jìn)到步驟S8，在DR模式的情況下前進(jìn)到步驟
S14。在SN模式的情況下，在步驟S8中，判定通過AE控制部64取得的被拍攝體亮度是否大于閾值Tev。在被拍攝體亮度大于閾值Tev的情況(亮的情況)下，在步驟SlO中，光圈控制部70通過光圈驅(qū)動(dòng)部34開放光圈14，并且通過濾鏡插拔驅(qū)動(dòng)部33將ND濾鏡15設(shè)定為插入狀態(tài)。在被拍攝體亮度為閾值Tev以下的情況(暗的情況)下，在步驟S12中，光圈控制部70通過光圈驅(qū)動(dòng)部34開放光圈14，并且通過濾鏡插拔驅(qū)動(dòng)部33將ND濾鏡15設(shè)置為非插入狀態(tài)。·
在DR模式的情況下，在步驟S14中，光圈控制部70經(jīng)由光圈驅(qū)動(dòng)部34將光圈14的光圈值(F值)設(shè)定為規(guī)定值以上，并且通過濾鏡插拔驅(qū)動(dòng)部33將ND濾鏡15設(shè)置為非插入狀態(tài)。此處，光圈值的規(guī)定值是如下的光圈值在左圖像和右圖像中使同一被拍攝體的成像位置比3D拍攝時(shí)近，從而使由視差引起的偽分辨在允許范圍內(nèi)。另外，規(guī)定值根據(jù)被拍攝體距離、焦距、立體視覺環(huán)境(顯示畫面的尺寸、顯示畫面的分辨率、觀看距離等)及用戶的立體視覺融合界限等而各不相同，但是該規(guī)定值是使光圈14的光圈值比SN模式及3D拍攝時(shí)大的值。光圈控制部70例如使光圈14相對(duì)于開放狀態(tài)縮小一級(jí)以上。例如，以在開放為F2.8時(shí)設(shè)為F4以上、在開放為F5.6時(shí)設(shè)為F8以上的方式，設(shè)定為比SN模式下的拍攝時(shí)(開放)大一級(jí)以上的光圈值。在被拍攝體亮度大(亮)的情況下，優(yōu)選縮小兩級(jí)以上。在步驟S16中，拍攝執(zhí)行控制部68經(jīng)由攝像元件控制部32控制攝像元件16的曝光。在DR模式的情況下，對(duì)主像素和副像素進(jìn)行不同的曝光時(shí)間的曝光，在主像素與副像素之間進(jìn)行像素相加。在SN模式的情況下，全部像素以相同曝光時(shí)間進(jìn)行曝光，進(jìn)行像素相加。在步驟S18中，拍攝執(zhí)行控制部68經(jīng)由攝像元件控制部32控制來自攝像元件16的主像素及副像素的像素?cái)?shù)據(jù)(電荷)的讀出。所讀出的信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換器20從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。在步驟S20中，通過數(shù)字信號(hào)處理部24等對(duì)左圖像及右圖像進(jìn)行預(yù)定的數(shù)字信號(hào)處理。在步驟S22中，通過壓縮解壓縮處理部26進(jìn)行圖像壓縮。在步驟S24中，通過介質(zhì)I/F52將3D圖像或2D圖像(在本例中為DR模式的2D圖像或SN模式的2D圖像)記錄在記錄介質(zhì)54中。
在第I實(shí)施方式的DR模式的拍攝中，必定縮小光圈14(光圈裝置)。以往，來自同一被拍攝體的光束通過拍攝鏡頭12的不同光瞳位置，同一被拍攝體的像成像在攝像元件16的不同位置，因此在像素相加后的2D圖像上產(chǎn)生灰度錯(cuò)亂，但是本實(shí)施方式的攝像裝置10通過縮小光圈14 (光圈裝置)，因此成像位置接近，從而消除了灰度錯(cuò)亂。此外，在SN模式中，將光圈14 (光圈裝置)開放，并且根據(jù)被拍攝體亮度控制是否將ND濾鏡15設(shè)為插入狀態(tài)，因此能夠進(jìn)行亮度調(diào)整。以上，說明了 DR模式和SN模式，但是當(dāng)然也可以通過其他模式進(jìn)行拍攝。另外，在SN模式中，也可以構(gòu)成為，能夠通過操作部38的設(shè)定輸入來切換是將ND濾鏡15設(shè)為插入的狀態(tài)、還是將光圈14縮小。〈第2實(shí)施方式〉
接著，用圖5說明第2實(shí)施方式的攝像裝置。另外，以下主要說明與第I實(shí)施方式不同的事項(xiàng)，省略在第I實(shí)施方式中已說明的事項(xiàng)的說明。本實(shí)施方式的光圈控制部70在進(jìn)行DR模式的拍攝時(shí)，根據(jù)通過AF控制部66取得的主要被拍攝體的被拍攝體距離來控制是否將ND濾鏡15設(shè)為插入狀態(tài)。例如，在進(jìn)行DR模式的拍攝時(shí)，在對(duì)焦后的主要被拍攝體的被拍攝體距離大于閾值Ts的情況(主要被拍攝體較遠(yuǎn)的情況)下，將光圈14設(shè)定為開放狀態(tài)(將光圈值設(shè)為最小值)，在對(duì)焦后的主要被拍攝體的被拍攝體距離為閾值Ts以下的情況(主要被拍攝體較近的情況)下，將光圈14的光圈值增大至規(guī)定值，并且將ND濾鏡15設(shè)為非插入狀態(tài)。圖6是表示第2實(shí)施方式的攝像處理的流程的流程圖。步驟S2飛12與第I實(shí)施方式相同。在DR模式的情況下，通過步驟S13a，光圈控制部70判定通過AF控制部66取得的主要被拍攝體的被拍攝體距離是否大于閾值Ts。在被拍攝體距離為閾值Ts以下的情況(主要被拍攝體較近的情況)下前進(jìn)到步驟S14，在被拍攝體距離大于閾值Ts的情況(主要被拍攝體較遠(yuǎn)的情況)下前進(jìn)到步驟
S15。步驟S14與第I實(shí)施方式相同。即，光圈控制部70通過光圈驅(qū)動(dòng)部34將光圈14的光圈值(F值)設(shè)定為規(guī)定值以上，并且通過濾鏡插拔驅(qū)動(dòng)部33將ND濾鏡15設(shè)為非插入狀態(tài)。在步驟S15中，光圈控制部70通過光圈驅(qū)動(dòng)部34將光圈14設(shè)定為開放狀態(tài)，并且根據(jù)被拍攝體亮度，通過濾鏡插拔驅(qū)動(dòng)部33切換是否將ND濾鏡15設(shè)為插入狀態(tài)。如上所述，在本實(shí)施方式中，在對(duì)焦后的主要被拍攝體的被拍攝體距離較大(被拍攝體較遠(yuǎn))的情況下，左圖像與右圖像中的成像偏移減小，因此即使在DR模式中，也將光圈14設(shè)定為開放狀態(tài)。在減小光圈的情況下，由于衍射而導(dǎo)致畫質(zhì)下降，但是通過插入ND濾鏡15并且設(shè)定為開放狀態(tài)(將光圈值設(shè)為最小值)，可防止衍射引起的畫質(zhì)下降。此外，能夠進(jìn)行將景深維持成恒定的拍攝。另外，在被拍攝體距離小的情況下，由于上述偽分辨的影響增大，因此可以允許衍射而縮小光圈14。另外，以伴隨著AF控制部66的AF控制來取得被拍攝體距離的情況為例進(jìn)行了說明，但不特別限定于這種情況，例如也可以通過距離傳感器等直接進(jìn)行檢測(cè)?！吹?實(shí)施方式〉
接著，用圖8說明第3實(shí)施方式的攝像裝置。另外，以下主要說明與圖5及圖6所示的第I實(shí)施方式不同的事項(xiàng)，省略在第I實(shí)施方式中已說明的事項(xiàng)。圖7是表示第3實(shí)施方式的攝像裝置10的主要部分的框圖。另外，在圖7中對(duì)圖I及圖5中所表不的構(gòu)成要素標(biāo)以同一標(biāo)號(hào)。拍攝鏡頭12包括變焦透鏡，焦距取得部72取得拍攝鏡頭12的焦距。本實(shí)施方式的光圈控制部70在進(jìn)行DR模式的拍攝時(shí)，根據(jù)通過焦距取得部72取得的拍攝鏡頭12的焦距，來控制是否將ND濾鏡15設(shè)為插入狀態(tài)。例如，在進(jìn)行DR模式的拍攝時(shí)，在焦距大于閾值Tz的情況(焦距較長(zhǎng)的情況)下，將光圈14的光圈值增大至規(guī)定值，并且將ND濾鏡15設(shè)為非插入狀態(tài)，在焦距為閾值Tz以下的情況(焦距短的情況)下，將光圈14設(shè)定為開放狀態(tài)(將光圈值設(shè)為最小值)。圖8是表示第3實(shí)施方式的攝像處理的流程的流程圖。
步驟S2飛12與第I實(shí)施方式相同。在DR模式的情況下，在步驟S13b中，判定通過焦距取得部72取得的拍攝光學(xué)系統(tǒng)12的焦距是否大于閾值Tz。在焦距大于閾值Tz的情況(焦距較長(zhǎng)的情況)下前進(jìn)到步驟S14，在焦距為閾值Tz以下的情況(焦距較短的情況)下前進(jìn)到步驟S15。步驟S14 S24與第I實(shí)施方式相同。在本實(shí)施方式中，在拍攝鏡頭12的焦距較短的情況下，左圖像與右圖像中成像偏移減小，因此即使在DR模式中，也將光圈14設(shè)定為開放狀態(tài)(將光圈值設(shè)為最小值)，使用ND濾鏡15進(jìn)行減光。因此，能夠進(jìn)行將景深維持成恒定的拍攝。另外，焦距的取得方式?jīng)]有特別限定。也可以通過直接對(duì)拍攝鏡頭12的變焦透鏡的移動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)來檢測(cè)出焦距，也可以監(jiān)控鏡頭驅(qū)動(dòng)部36中的變焦透鏡的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來求出焦距，也可以通過圖像處理求出焦距?！磁臄z模式設(shè)定處理〉圖10是表示在第I實(shí)施方式至第3實(shí)施方式中共同的拍攝模式設(shè)定處理的流程的流程圖。本處理通過拍攝模式設(shè)定控制部62執(zhí)行。當(dāng)接通電源時(shí)，攝像裝置10成為待機(jī)狀態(tài)。在待機(jī)狀態(tài)下，能夠通過操作部38接收拍攝模式的設(shè)定輸入操作。首先，判定是2D拍攝模式及3D拍攝模式中的哪一模式的設(shè)定指示(步驟S52)。在2D拍攝模式的選擇指示的情況下，接收是否進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍放大的設(shè)定指示操作。判定是否為動(dòng)態(tài)范圍放大(步驟S54)，在是(Yes)的情況下設(shè)定DR模式(步驟S56)，在否(No)的情況下設(shè)定SN模式(步驟S58)。在3D拍攝模式的選擇指示的情況下，設(shè)定3D普通模式(步驟S62)。DR模式及SN模式如在第I實(shí)施方式中所說明的那樣，分別在進(jìn)行拍攝時(shí)進(jìn)行像素相加。在3D的普通模式中，不進(jìn)行像素相加，記錄由左圖像及右圖像構(gòu)成的立體圖像。另外，以接收DR模式及SN模式的選擇指示操作的情況為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不特別限定于這種情況，也可以自動(dòng)設(shè)定DR模式及SN模式。例如，在進(jìn)行實(shí)時(shí)取景圖像(取景圖像)的顯示時(shí)，取得被拍攝體亮度，在2D拍攝模式時(shí)并且被拍攝體亮度亮且動(dòng)態(tài)范圍為閾值以下的情況下，也可以自動(dòng)選擇DR模式。
此外，拍攝模式不特別限定于圖10中例示的模式，當(dāng)然也可以設(shè)置其他模式。例如，也可以設(shè)置生成分辨率比各視點(diǎn)圖像(左圖像或右圖像)高的高分辨率2D圖像的模式。另外，在本發(fā)明中，光瞳分割的方式不特別限定于圖3 圖4所示的使用光瞳分割用的遮光部件16A的方式。例如，也可以是根據(jù)微型透鏡L及光電二極管H)中至少一方的配置及形狀進(jìn)行光瞳分割的方式，也可以是通過機(jī)械光圈14進(jìn)行光瞳分割的方式。也可以是除此之外的方式。此外，攝像元件16不特別限定于CXD攝像元件。例如，也可以是CMOS攝像元件。此外，攝像元件16中的攝像像素的排列不限定于圖2所示的蜂巢型排列的情況。也可以是在圖IlA或圖IlB中示意地表示了排列的一部分的拜耳排列。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)均為拜耳排列的雙拜耳排列。在圖IlA及B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的兩個(gè)像素(即近旁的同色像素)構(gòu)成像素對(duì)。由像素對(duì)中一方的像素?cái)?shù)據(jù)構(gòu)成左圖像的像素，由另一方的像素?cái)?shù)據(jù)構(gòu)成右圖像的像素。此外，以在攝像元件16內(nèi)進(jìn)行DR模式及SN模式的像素相加的情況為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不特別限定于這種情況。在攝像像素16外進(jìn)行像素相加的情況下，也能夠適用本發(fā)明。即，在DR模式中，也可以在從攝像元件16取得以不同的曝光時(shí)間拍攝的左圖像及右圖像之后執(zhí)行像素相加。在SN模式的情況下，也可以在攝像元件16之外進(jìn)行。此外，在上述第I實(shí)施方式中，光圈14的規(guī)定值例如根據(jù)監(jiān)控器尺寸(顯示畫面的尺寸)、監(jiān)控器分辨率(顯示畫面的分辨率)、觀看距離(觀看顯示畫面的距離)、用戶的立體融合極限(存在個(gè)體差異)等計(jì)算條件并通過CPU40來計(jì)算。這些計(jì)算條件的設(shè)定可以是用戶設(shè)定及自動(dòng)設(shè)定中的任一方。在用戶設(shè)定的情況下，通過操作部38進(jìn)行設(shè)定操作，其設(shè)定內(nèi)容存儲(chǔ)在EEPR0M56中。關(guān)于監(jiān)控器尺寸及監(jiān)控器分辨率(顯示畫面的分辨率)，也可以從監(jiān)控器(圖I的IXD30)等自動(dòng)取得信息。此外，關(guān)于沒有進(jìn)行用戶設(shè)定的計(jì)算條件(或無法自動(dòng)取得的計(jì)算條件)，也可以適用標(biāo)準(zhǔn)的條件。此外，關(guān)于光瞳分割，在使用圖疒圖4所示的攝像元件16 (主像素與副像素彼此接近地配置的結(jié)構(gòu))的情況下，沒有特別限定。例如，如圖14所示，也可以通過反射鏡4對(duì)通過了主透鏡I及中繼透鏡2的左右不同區(qū)域的光束進(jìn)行光瞳分割，并分別經(jīng)由成像透鏡5、6在攝像元件7、8上成像。即，也可以是包括分別接收通過光學(xué)部件(反射鏡4)進(jìn)行光瞳分割后的光束的具有第I像素組的第I攝像元件7及具有第2像素組的第2攝像元件8的攝像裝置。在圖14所示的結(jié)構(gòu)中也能夠適用本發(fā)明。本發(fā)明不限定于本說明書中說明的例子及附圖中所圖示的例子，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，當(dāng)然可以進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更及改良。標(biāo)號(hào)說明10…攝像裝置，12…攝像透鏡，13…光路，14…光圈，15…ND濾鏡(中灰濾鏡)，16…攝像元件，40…CPU，62…拍攝模式設(shè)定控制部，64…AE控制部(被拍攝體亮度取得單元)，66…AF控制部(被拍攝體距離取得單元)，68…拍攝執(zhí)行控制部，70…光圈控制部，72…焦距取得部
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置，包括單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)；和攝像元件，具有分別對(duì)通過了所述單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的光束進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第I像素組及第2像素組；能夠通過所述第I像素組及所述第2像素組對(duì)同一場(chǎng)景進(jìn)行拍攝，并生成由所述第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)及所述第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)構(gòu)成的立體圖像；所述攝像裝置的特征在于，包括拍攝模式設(shè)定單元，接受拍攝模式的設(shè)定輸入，以設(shè)定成通過所述第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)和所述第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加而取得一個(gè)平面圖像的第I平面拍攝模式及第2平面拍攝模式中的一個(gè)拍攝模式；拍攝執(zhí)行控制單元，當(dāng)進(jìn)行所述第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)，使所述攝像元件的所述第I像素組和所述第2像素組進(jìn)行相同曝光時(shí)間的曝光，并進(jìn)行所述第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)和所述第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加，從而取得平面圖像；當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，使所述攝像元件的所述第I像素組和所述第2像素組進(jìn)行不同曝光時(shí)間的曝光，并進(jìn)行所述第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)和所述第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加，從而取得寬動(dòng)態(tài)范圍的平面圖像；光圈裝置，配置在供入射到向所述攝像元件的光束通過的光路中；及光圈控制單元，當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，將所述光圈裝置的光圈值設(shè)定成大于進(jìn)行所述第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)的光圈值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像裝置，其特征在于，所述第I像素組和所述第2像素組由二維排列的受光元件構(gòu)成，在所述攝像元件中，所述第I像素組的各像素和所述第2像素組的各像素彼此相鄰地配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像裝置，其特征在于，還包括光學(xué)部件，所述光學(xué)部件對(duì)通過了所述拍攝光學(xué)系統(tǒng)的光束進(jìn)行分割，所述攝像元件由分別接收通過所述光學(xué)部件進(jìn)行光瞳分割后的光束的具有所述第I像素組的第I攝像元件和具有所述第2像素組的第2攝像元件構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其特征在于，當(dāng)進(jìn)行所述第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)，所述光圈控制單元將所述光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其特征在于，還包括減光鏡，能夠插入到供入射于所述攝像元件的光束通過的光路中；和被拍攝體亮度取得單元，取得被拍攝體亮度；當(dāng)進(jìn)行所述第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)，所述光圈控制單元根據(jù)由所述被拍攝體亮度取得單元取得的所述被拍攝體亮度來控制是否將所述減光鏡插入到所述光路中。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其特征在于，還包括被拍攝體距離取得單元，所述被拍攝體距離取得單元取得被拍攝體距離，當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，所述光圈控制單元根據(jù)由所述被拍攝體距離取得單元取得的所述被拍攝體距離來切換是否將所述光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像裝置，其特征在于，當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，在所述被拍攝體距離大于閾值的情況下，所述光圈控制單元將所述光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其特征在于，還包括焦距取得單元，所述焦距取得單元取得所述拍攝光學(xué)系統(tǒng)的焦距，當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，所述光圈控制單元根據(jù)由所述焦距取得單元取得的所述焦距來切換是否將所述光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的攝像裝置，其特征在于，當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，在所述焦距為閾值以下的情況下，所述光圈控制單元將所述光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其特征在于， 當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，在所述光圈裝置被設(shè)置為開放狀態(tài)的情況下，所述光圈控制單元根據(jù)所述被拍攝體亮度來切換是否將所述減光鏡設(shè)置為插入狀態(tài)。
11.一種攝像方法，使用單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)、具有分別對(duì)通過了所述單一的拍攝光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的光束進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第I像素組及第2像素組的攝像元件和配置于供入射到所述攝像元件的光束通過的光路中的光圈裝置，通過所述第I像素組及所述第2像素組對(duì)同一場(chǎng)景進(jìn)行拍攝，并取得由所述第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)及所述第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)構(gòu)成的平面圖像，所述攝像方法的特征在于，包括以下步驟接受拍攝模式的設(shè)定輸入，以設(shè)定成通過所述第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)和所述第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加取得一個(gè)平面圖像的第I平面拍攝模式及第2平面拍攝模式中的一個(gè)拍攝模式；當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，將所述光圈裝置的光圈值設(shè)定成大于進(jìn)行所述第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)的光圈值；及當(dāng)進(jìn)行所述第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)，使所述攝像元件的所述第I像素組和所述第 2像素組進(jìn)行相同曝光時(shí)間的曝光，進(jìn)行所述第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)和所述第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加，從而取得平面圖像，當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，使所述攝像元件的所述第I像素組和所述第2像素組進(jìn)行不同曝光時(shí)間的曝光，進(jìn)行所述第I像素組的像素?cái)?shù)據(jù)和所述第2像素組的像素?cái)?shù)據(jù)的像素相加，從而取得寬動(dòng)態(tài)范圍的平面圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝像方法，其特征在于，當(dāng)進(jìn)行所述第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)，將所述光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的攝像方法，其特征在于，使用能夠插入到供入射于所述攝像元件的光束通過的光路中的減光鏡和取得被拍攝體亮度的被拍攝體亮度取得單元，當(dāng)進(jìn)行所述第I平面拍攝模式的拍攝時(shí)，根據(jù)由所述被拍攝體亮度取得單元取得的所述被拍攝體亮度來控制是否將所述減光鏡插入到所述光路中。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的攝像方法，其特征在于，使用用于取得被拍攝體距離的被拍攝體距離取得單元，當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，根據(jù)由所述被拍攝體距離取得單元取得的所述被拍攝體距離來切換是否將所述光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的攝像方法，其特征在于，當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，在所述被拍攝體距離大于閾值的情況下，將所述光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的攝像方法，其特征在于，使用用于取得所述拍攝光學(xué)系統(tǒng)的焦距的焦距取得單元，當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，根據(jù)由所述焦距取得單元取得的所述焦距來切換是否將所述光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的攝像方法，其特征在于，當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，在所述焦距為閾值以下的情況下，將所述光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一項(xiàng)所述的攝像方法，其特征在于，當(dāng)進(jìn)行所述第2平面拍攝模式的拍攝時(shí)，在將所述光圈裝置設(shè)置為開放狀態(tài)的情況下，根據(jù)所述被拍攝體亮度來切換是否將所述減光設(shè)置為插入狀態(tài)。
全文摘要
減小由光瞳分割引起的成像偏移來改善偽分辨，從而提高寬動(dòng)態(tài)范圍圖像的品質(zhì)。包括具有分別對(duì)通過了單一拍攝鏡頭(12)的不同區(qū)域的光束進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第1像素組及第2像素組的攝像元件(16)，還包括拍攝執(zhí)行控制部(68)，當(dāng)進(jìn)行SN模式(第1平面拍攝模式)的拍攝時(shí)，使攝像元件(16)的第1像素組和第2像素組進(jìn)行相同曝光時(shí)間的曝光并進(jìn)行像素相加，當(dāng)進(jìn)行DR模式(第2平面拍攝模式)的拍攝時(shí)，使攝像元件(16)的第1像素組和第2像素組進(jìn)行不同曝光時(shí)間的曝光并進(jìn)行像素相加；光圈(14)，配置到供入射到攝像元件(16)的光束通過的光路中；及光圈控制部(70)，當(dāng)進(jìn)行DR模式的拍攝時(shí)，將光圈(14)的光圈值設(shè)置成大于進(jìn)行SN模式的拍攝時(shí)的光圈(14)的光圈值。
文檔編號(hào)G03B35/08GK102934024SQ20118002880
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者遠(yuǎn)藤宏 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社