[发明专利]摄像装置、摄像方法、处理程序

说明书

技术领域

本发明涉及通过进行像素偏移而生成高分辨率的合成图像数据的摄像装置、摄像方法、处理程序。

背景技术

以往提出了如下技术：对以像素间距的非整数倍的移动量进行像素偏移而获取到的多个图像数据进行合成，而生成高分辨率的合成图像数据。

例如，在日本特开平6-225317号公报中记载了如下技术：通过使拜耳排列的摄像元件向水平方向、垂直方向、或倾斜方向偏移0.5像素或1像素来进行四次或八次摄影，并对所获得的4张或8张图像进行合成从而生成在水平方向和垂直方向上具有两倍的分辨率的图像。

通过合成这样的多个帧的图像来获得1张高分辨率图像的技术以在拍摄多个帧的图像的期间被摄体不移动为前提。因此，以往，以当一个像素偏移位置上的曝光结束之后，进行图像的读取，当图像的读取结束之后，进行向下一个像素偏移位置的移位(也称作对像素偏移进行“移位”)，当移位结束之后开始下一次曝光的顺序进行摄影。在这种情况下，像素偏移摄影所需的摄影时间表示为：

(曝光时间+图像读取时间+像素偏移时间)×摄影张数。

然而，由于若摄影时间变长则因风或其他原因而导致被摄体移动的概率变高，因此要想提高摄影的成功率，需要尽可能缩短摄影时间。

无法缩短上述的摄影时间内的曝光时间。因此，如果能够缩短图像获得读取时间和像素偏移时间，则导致摄影时间的缩短，但图像获得读取时间依赖于摄像元件的性能，像素偏移时间依赖于像素偏移机构的性能，要想缩短这些时间，需要高成本，会导致消耗电力的增大、设备的大型化。

在考虑成本等的情况下，如果无法缩短曝光时间、图像读取时间、以及像素偏移时间中的任一种单体的时间，则要考虑通过将两个以上并行地进行来缩短摄影时间。

首先，如果像素位置不同则能够并行地进行曝光和图像读取(即能够并行地进行某个像素位置上的曝光和其他像素位置上的读取)，但在相同的像素位置的情况下基本上无法进行。

并且，在并行地进行曝光和像素偏移的情况下，由于在曝光过程中移动了光学像，因此像变模糊。因此，因用于获得高分辨率图像的像素偏移为像模糊的原因而不成为高分辨率是本末倒置的、不优选。

另一方面，在全局快门摄影中，能够以时间上与曝光不重叠的方式并行地进行图像读取和像素偏移。然而，由于像素偏移不是以一个像素单位进行而是所有像素同时移位，因此在电子卷帘快门摄影中，当以与曝光期间不重复的方式进行像素偏移时，必须在一帧中的最后行的曝光结束之后进行像素偏移，并在下一帧中的最初行的曝光开始之前结束像素偏移来使移位位置稳定。在这种情况下，例如当关注最初行进行考虑时有曝光期间，之后到最后行的曝光结束为止有等待的帧读出期间，再之后有像素偏移期间，其结果是，实质上无法缩短摄影时间。

本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够确保合成图像数据的高分辨率并且缩短用于合成的多个图像数据的摄影时间的摄像装置、摄像方法、处理程序。

发明内容

用于解决课题的手段

本发明的某个方式的摄像装置具有：摄像元件，其由多个像素以规定的像素间距二维状排列而成；像素偏移部，其以使帧期间的移动量为上述像素间距的非整数倍的方式，使上述摄像元件与被上述摄像元件接受的光束在上述二维状排列的方向上的相对位置移动；摄像控制部，其使上述摄像元件在上述相对位置的移动过程中进行多次曝光来获取多个帧的图像数据；以及图像合成部，其对上述摄像控制部所获取的上述多个帧的图像数据进行合成，生成比从上述摄像元件获得的图像数据更高分辨率的合成图像数据，上述像素偏移部在上述多次曝光的各次曝光中，使曝光中的上述相对位置的移动为相同的移动方向且相同的移动量。

本发明的某个方式的摄像方法具有：像素偏移步骤，以使帧期间的移动量为像素间距的非整数倍的方式，使多个像素以规定的上述像素间距二维状排列而成的摄像元件与被上述摄像元件接受的光束在上述二维状排列的方向上的相对位置移动；摄像控制步骤，使上述摄像元件在上述相对位置的移动过程中进行多次曝光来获取多个帧的图像数据；以及图像合成步骤，对在上述摄像控制步骤所获取的上述多个帧的图像数据进行合成，生成比从上述摄像元件获得的图像数据更高分辨率的合成图像数据，上述像素偏移步骤是如下步骤：在上述多次曝光的各次曝光中，使曝光中的上述相对位置的移动为相同的移动方向且相同的移动量。