摄像设备及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及摄像设备，尤其涉及可以获得多个视差图像的摄像设备的曝光控制技术。
【背景技术】
[0002]在相关技术中，在使摄像设备自动化的情况下，已考虑了曝光的自动化(所谓的AE)。近年来，已提出了用于获得两个以上的视差图像的许多系统，并且还已提出了与这些视差图像的曝光控制有关的技术。例如，日本特开2012-124622公开了如下具有多个摄像设备的拍摄系统:在这些摄像设备的不同曝光条件下拍摄被摄体，之后通过图像处理来合成所拍摄图像。
[0003]日本特开2011-197278公开了如下摄像系统:对程序图进行设计以优先视差，并且确定视差优先的曝光条件。
[0004]在Ren Ng 等人、“Light Field Photography with a Hand-held PlenopticCamera”，2005，Computer Science Technical Report CTSR 中已公开了可以获得光场信息的照相机系统。在这种系统中公开了在获得图像之后进行焦点调整(所谓的再聚焦)的方法。
[0005]然而，根据前述专利文献所公开的相关技术，在可以从一个摄像元件同时获得多个视差图像的系统中，未必能获得期望曝光。换句话说，尽管日本特开2012-124622所公开的发明可以应用于组合多个摄像设备的摄像系统(即，多眼照相机)，但在单眼照相机中不容易实现。
[0006]根据日本特开2011-197278所公开的发明，尽管可以实现存在视差优先功能的想法，但无法应对存在拍摄光学系统的复杂渐晕的情况等。
[0007]根据Ren Ng 等人、“Light Field Photography with a Hand-held PlenopticCamera”, 2005，Computer Science Technical Report CTSR所公开的发明，尽管广泛公开了诸如再聚焦或光圈值的变化等的想法，但并未公开在获得光场信息时如何确定曝光条件。
[0008]因此，本发明的方面提供如下摄像设备:即使在拍摄光学系统中存在渐晕的状态下，也可以确定与用户已优先设置的功能相对应的曝光条件。
【发明内容】
[0009]为了实现以上方面，根据本发明，一种摄像设备，其具有:摄像部件，其包括用于对由包含拍摄镜头的拍摄光学系统所形成的被摄体的光学图像进行光电转换的多个像素，并且所述摄像部件用于通过使用所述多个像素的输出来生成像素数据；以及光瞳分割部件，用于将入射到所述摄像部件的各像素的来自所述拍摄光学系统的光线限制为来自所述拍摄镜头的特定出射光瞳区域的光线，所述摄像设备的特征在于还包括:曝光条件确定部件，用于基于利用所述多个像素对经由所述光瞳分割部件入射的光线进行光电转换所生成的像素数据，来确定所述摄像部件的曝光条件；以及渐晕确定部件，用于基于与所述拍摄光学系统的结构有关的信息，来确定所述拍摄光学系统的渐晕状态，其中，所述曝光条件确定部件具有第一曝光模式和第二曝光模式，其中所述第一曝光模式用于基于根据所述渐晕状态而从利用所述多个像素对经由所述光瞳分割部件入射的光线进行光电转换所生成的像素数据中选择的像素数据，来确定所述曝光条件，以及所述第二曝光模式用于基于通过将利用所述多个像素对经由所述光瞳分割部件入射的光线进行光电转换所生成的像素数据针对所述拍摄镜头的出射光瞳区域相加而获得的数据，来确定所述曝光条件。
[0010]为了实现以上方面，根据本发明，一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备具有:摄像部件，其包括用于对由包含拍摄镜头的拍摄光学系统所形成的被摄体的光学图像进行光电转换的多个像素，并且所述摄像部件用于通过使用所述多个像素的输出来生成像素数据；以及光瞳分割部件，用于将入射到所述摄像部件的各像素的来自所述拍摄光学系统的光线限制为来自所述拍摄镜头的特定出射光瞳区域的光线，所述控制方法的特征在于包括以下步骤:曝光条件确定步骤，用于基于利用所述多个像素对经由所述光瞳分割部件入射的光线进行光电转换所生成的像素数据，来确定所述摄像部件的曝光条件；以及渐晕确定步骤，用于基于与所述拍摄光学系统的结构有关的信息，来确定所述拍摄光学系统的渐晕状态，其中，所述曝光条件确定步骤具有第一曝光模式和第二曝光模式，其中所述第一曝光模式用于基于根据所述渐晕状态而从利用所述多个像素对经由所述光瞳分割部件入射的光线进行光电转换所生成的像素数据中选择的像素数据，来确定所述曝光条件，以及所述第二曝光模式用于基于通过将利用所述多个像素对经由所述光瞳分割部件入射的光线进行光电转换所生成的像素数据针对所述拍摄镜头的出射光瞳区域相加而获得的数据，来确定所述曝光条件。
[0011]通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
【附图说明】
[0012]包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的典型实施例、特征和方面，并和说明书一起用来解释本发明的原理。
[0013]图1是根据本发明实施例的摄像设备的框图。
[0014]图2A、2B和2C是用于说明图1的摄像设备的拍摄光学系统的主要部分的图。
[0015]图3是示出根据本发明实施例的摄像设备的曝光确定控制的操作所用的流程图的图。
[0016]图4A、4B、4C、4D和4E是用于说明光学系统的渐晕状态和渐晕计算单元的操作的图。
[0017]图5是示出根据本发明实施例的摄像设备中的通过拍摄所获得的图像的示例的图。
[0018]图6A和6B是示意性示出用于生成图5所示的图像的图像处理的图。
【具体实施方式】
[0019]以下将参考附图来详细说明本发明的各种典型实施例、特征和方面。
[0020]第一实施例
[0021]以下将参考图1?6B来说明本发明的第一实施例。
[0022]图1是根据本实施例的摄像设备的框图。该摄像设备是例如数字照相机等那样的、包括照相机主体I和镜头单元2的照相机系统。该摄像设备具有摄像系统、图像处理系统、记录再现系统和控制系统。镜头单元2还可被配置成相对于照相机主体I可拆卸。
[0023]如以下将说明的，根据本实施例的摄像设备具有使得能够获得光场信息的拍摄光学系统和摄像单元，并且根据本发明的特征来控制通过使用这两者所获得的像素数据而进行的曝光条件的确定。这样，本发明是基于用于确定可以获得光场信息的摄像设备的诸如光圈位置和曝光时间等的曝光条件的技术思想。
[0024]摄像系统包括:拍摄光学系统3，其包含拍摄透镜和调焦透镜等；以及摄像元件6。图像处理系统包括图像处理单元7。记录再现系统包括存储器单元8和显示单元9。控制系统包括照相机系统控制单元5、操作检测单元10、镜头系统控制单元12和镜头驱动单元13。镜头驱动单元13可以驱动调焦透镜、振动校正透镜和光圈等。在本实施例中，操作检测单元10和存储器单元8构成用户设置单元。也就是说，设置并存储以下将说明的曝光模式。
[0025]摄像系统是用于将来自被摄体的光经由拍摄光学系统3会聚到摄像元件6的摄像面上的光学处理系统。微透镜(以下称为ML)呈格子状配置在摄像元件6的表面上，由此形成所谓的微透镜阵列(以下称为MLA) 14。在本实施例中，MLA 14构成光瞳分割单元。以下将参考图3来说明MLA 14的功能和布局的详情。由于通过光瞳分割单元的操作从摄像元件6获得焦点评价量和适当曝光量，因此基于示出这些量的信号来适当调整拍摄光学系统3。因而，使适当光量的被摄体光暴露至摄像元件6，并且在摄像元件6附近成像被摄体的光学图像。
[0026]图像处理单元7内具有A/D转换器、白平衡单元、伽玛校正单元和插值运算单元等，并且可以生成记录所用的图像。用作本发明的主要特征的曝光条件确定单元、渐晕确定单元和图像生成单元也包括在图像处理单元7中。在本实施例中，假定这些组成元件配置在照相机系统控制单元5内的情况。
[0027]除用于实际存储数据的存储单元以外，存储器单元8还具有记录所需的处理单元。存储器单元8将数据输出至记录单元并且生成并存储输出至显示单元9的图像。存储器单元8通过使用预定方法来对图像、运动图像或语音声音等进行压缩。
[0028]照相机系统控制单元5生成并输出摄像所