摄像设备和摄像方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及摄像设备和摄像方法。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，在单镜头反光照相机中，使用多种反光结构，在所述反光结构中，使用镜对通过透镜的光进行反射并将其引导至AF传感器、进行自动调焦、之后通过操作镜将光引导至摄像传感器、以及拍摄被摄体图像。
[0003]另一方面，存在用于生成焦面可以虚拟地移动(再聚焦)的图像数据的光场照相机(以下，称为 “LF 照相机”)(参考 Ren Ng 等 5 人的 “Light Field Photography with aHand-Held Plenoptic Camera，，，Stanford Tech Report CTSR2005-02 (以下，称为“技术报告，，))。
[0004]作为测量至被摄体的距离的方法，存在一种用于测量在使用光脉冲照射被摄体后摄像装置接收到来自被摄体的反射光为止所需的时间以及计算距离的T0F(飞行时间法)方法(参考日本特开平7-110381)。
[0005]根据日本特开2013-171257，可以通过将从视频图像用摄像装置的输出中所获取的图像偏移量乘以转换系数来计算被摄体图像的焦点偏移量(散焦量)。
【发明内容】
[0006]根据上述技术报告所公开的方法，在照相机具有反光结构的情况下，为了将光输入至视频图像用摄像装置，需要进行反光镜升起操作，并且需要在获取判断结果之前的反光镜升起的剩余时间。在LF照相机中，通过拍摄后的再聚焦处理来判断被摄体是否存在于可再聚焦的位置(也就是说，可以再聚焦被摄体)占用时间并且需要大量数据。
[0007]因此，本发明的目标是提供可以基于与视频图像用摄像装置的输出不同的信息来判断被摄体是否在摄像装置的输出中存在可再聚焦位置的摄像设备及摄像方法。
[0008]根据本发明的一方面，提供一种摄像设备，其包括:摄像单元，其具有用于接收穿过不同的光瞳区域的来自被摄体的光束的多个光电转换单元；距离信息生成单元，其用于检测来自所述被摄体的光以及生成与所述被摄体的距离有关的距离信息；判断单元，其用于基于所述距离信息以及所述多个光电转换单元的光瞳分割结构，在摄像后的处理中判断所述被摄体是否存在于可再聚焦的距离范围内；以及控制单元，其用于根据所述判断单元的判断结果来控制所述摄像单元进行的所述被摄体的摄像。
[0009]根据本发明的另一方面，提供一种摄像设备，其包括:第一摄像装置，其具有用于接收来自通用光学系统的不同光瞳区域的光束的多个光电转换单元；第二摄像装置，其具有多个微透镜和与各微透镜相对应并且接收来自所述通用光学系统的不同光瞳区域的光束的多个光电转换单元；判断单元，其用于基于来自所述第一摄像装置的信号，来判断在所述第二摄像装置对被摄体进行拍摄的情况下所述被摄体是否存在于可再聚焦的范围内；以及控制单元，其用于根据所述判断单元的判断结果来控制所述第二摄像装置的摄像。
[0010]仍然根据本发明的另一方面，提供一种摄像设备，其包括:红外光照射单元，其用于照射红外光；红外光接收单元，其用于接收红外光以及输出光接收信息；第二摄像装置，其具有多个微透镜和与各微透镜相对应并且接收来自光学系统的不同光瞳区域的光束的多个光电转换单元；判断单元，用于基于所述光接收信息生成被摄体的距离信息，以及基于所述距离信息来判断在所述第二摄像装置对所述被摄体进行拍摄的情况下所述被摄体是否存在于可再聚焦的范围内；以及控制单元，用于根据所述判断单元的判断结果控制所述第二摄像装置的摄像。
[0011]仍然根据本发明的另一方面，提供一种摄像方法，其使用具有摄像单元的摄像设备，所述摄像单元具有用于接收穿过不同的光瞳区域的来自被摄体的光束的多个光电转换单元，所述摄像方法包括:检测来自被摄体的光以及生成与所述被摄体的距离有关的距离信息；基于所述距离信息以及所述多个光电转换单元的光瞳分割结构，在摄像后的处理中判断所述被摄体是否存在于可再聚焦的距离范围内；以及根据判断结果来控制所述摄像单元进行的所述被摄体的摄像。
[0012]通过参考附图对典型实施例进行以下说明，本发明的其它特征将变得明显。
【附图说明】
[0013]图1是根据本发明的第一实施例的摄像设备的框图。
[0014]图2是示出根据本发明的第一实施例的摄像设备的摄像操作的流程的图。
[0015]图3是示出利用现有技术中的摄像设备拍摄时调焦透镜的焦点与被摄体之间的位置关系的变化的示例的图。
[0016]图4是示出利用根据本发明的第一实施例的摄像设备拍摄时调焦透镜的焦点与被摄体之间的位置关系的变化的示例的图。
[0017]图5A是示出LF照相机中所包括的摄像装置的单位像素单元的示例的图。
[0018]图5B是说明通过LF照相机所获取的不同视差的图像以及再聚焦图像的示例的图。
[0019]图6A是用于说明根据本发明的第一实施例的摄像设备中的散焦量的计算方法的图(第1部分)。
[0020]图6B是用于说明根据本发明的第一实施例的摄像设备中的散焦量的计算方法的图(第2部分)。
[0021]图6C是用于说明根据本发明的第一实施例的摄像设备中的散焦量的计算方法的图(第3部分)。
[0022]图7是根据本发明的第二实施例的摄像设备的框图。
[0023]图8是示出根据本发明的第二实施例的摄像设备的摄像操作的流程的图。
[0024]图9A是用于说明在根据本发明的第二实施例的摄像设备中使用红外光计算距离的方法的图(第1部分)。
[0025]图9B是用于说明在根据本发明的第二实施例的摄像设备中使用红外光计算距离的方法的图(第2部分)。
[0026]图10是根据本发明的第三实施例的摄像设备的框图。
[0027]图11是根据本发明的第四实施例的摄像设备的框图。
[0028]图12是示出根据本发明的第四实施例的摄像设备中的静止图像用摄像装置和运动图像用摄像装置的详情的图。
[0029]图13是示出根据本发明的第四实施例的摄像设备中的信号处理单元的框图。
[0030]图14是说明可再聚焦照相机中的最大的再聚焦量的计算的图。
【具体实施方式】
[0031]在LF照相机中，与被摄体是否存在于可再聚焦的位置有关的判断、即与视频图像用摄像装置中的图像偏移量有关的判断可以基于最大的再聚焦量的计算结果来判断。
[0032]将参考图14来说明最大的再聚焦量的计算。图14是用于说明最大的再聚焦量的计算的图。在图14中，示出摄像装置的微透镜1401和像素1402。穿过微透镜1401且到达像素1402的实线表示从被摄体进入摄像装置的光。假定角分辨率等于△ Θ，角分割数等于ΝΘ，以及像素间距等于ΔΧ，最大的再聚焦量通过以下等式(1)来计算。
[0033]dmax = Ν θ.Δ χ/tan ( Δ θ )...(1)
[0034]也就是说，在进行获取再聚焦的图像数据的这种摄像的情形下，可以作出以下判断:存在于以调焦距离(聚焦位置)为中心在光轴方向上的前后各位置处、距离dmax的范围内的被摄体可以被再聚焦。也就是说，可以计算从视频图像用摄像装置的输出中所获取的被摄体的摄像信号的图像偏移量。
[0035]以下将参考附图来详细说明本发明的实施例。
[0036]第一实施例
[0037]将参考图1?图6C来说明本发明的第一实施例。
[0038]图1是示出根据本实施例的摄像设备100的主体部分的结构的框图，并且这里省略了与本实施例不直接相关的结构部分。在图1中，不出从外部输入的光(入射光)101。包括调焦透镜的透镜组102构成用于形成被摄体的光学图像的摄像光学系统。镜103以可前后移动的方式设置在透镜组102的光轴上。在镜103处于光轴上的情况下，该镜改变穿过透镜组102的(来自被摄体的)光的光路。
[0039]视频图像用摄像装置104(以下，称为视频摄像装置104)拍摄包括调焦透镜的透镜组102所形成的被摄体的光学图像。如图14所示，视频摄像装置104包括:包括多个微透镜1401的微透镜阵列；以及包括多个像素1402的像素阵列。在视频摄像装置104中，预定数量的像素(分割像素)1402共享相同的微透镜1401。也就是说，与多个微透镜1401的各微透镜相对应地排列预定数量的像素1402。多个像素1402的各像素具有光电转换单元(光电转换元件)。将视频摄像装置104中的多个像素1402的光电转换单元构建为接收穿过通用光学系统的不同光瞳区域的(来自被摄体的)光束。因此，视频摄像装置104具有通过微透镜1041与预定数量的像素1402所形成的光瞳分割结构。该光瞳分割结构能够生成可再聚焦的图像数据。
[0040]焦点检测用摄像装置105具有与视频摄像装置104相同的光瞳分割结构，并且多个像素的各像素具有光电转换单元(光电转换元件)。将焦点检测用摄像装置105中的多个像素的光电转换单元构建为接收来自通用光学系统的不同光瞳区域的光束。焦点检测用摄像装置105的像素间距与视频摄像装置104的像素间距可以相同或不同。然而，通常，视频摄像装置104的像素间距更小。焦点检测用摄像装置105也不是必须与视频摄像装置104相同，并且可以是具有光瞳分割结构的摄像装置。例如，焦点检测用摄像装置105可以是不以拍摄自然图片为主要目标的AF传感器。在用作光路改变单元的镜103倾倒在光轴上的情况下，入射光101被引导至焦点检测用摄像装置105。在镜104升起的情况下，入射光101被引导至视频摄像装置104。焦点检测用摄像装置105检测来自被摄体的光，拍摄穿过光学系统的一对焦点检测光束所形成的一对图像，以及生成一对图像信号。在本实施例中，主要目标为利用来自焦点检测用摄像装置105的信号进行焦点调整。也就是说，根据本实施例的摄像设备包括:焦点检测单元，用于基于来自焦点检测用摄像装置105的信号进行焦点检测；以及焦点控制单元，用于基于焦点检测单元的检测结果来控制用作通用光学系统的透镜组102的焦点位置。焦点控制单元在基于来自焦点检测用摄像装置105的信号进行的焦点检测的检测结果的基础上控制透镜组102的焦点位置。然而，将焦点检测用摄像装置105设置为能够在利用视频摄像装置104进行的视频图像的显示和记录的主要拍摄前后进行作为主要拍摄的准备的焦点调整、曝光控制等。不特殊地限制信号的使用。
[0041]测