JP2013156540A - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像装置はオートフォーカス機能を有し、フォーカスレンズを合焦位置に移動させて焦点調節を行う。ピント補正算出部113は、露出状況を調整する絞りの情報と、ズームレンズの位置情報と、フォーカスレンズの位置情報のうち、1つ以上を用いてピント補正量を算出する(S203)。ピント補正量はさらに修正されて、色収差による被写体像の色付きを抑える処理が行われる(S204)。修正後の補正量はピント調整部111に送られ、レンズ制御部112によりフォーカスレンズが駆動制御される(S205)。
【選択図】 図2
Description
そこで、本発明の目的は、レンズの色収差によるピントずれを補正するとともに、色収差による被写体像のエッジ部分の色付きを抑えることである。
[第1実施形態]
図1は本発明の第1実施形態に係る撮像装置の基本構成例を示す。
レンズ群101は、被写体からの入射光を撮像素子105上に集光する撮像光学系を構成する。レンズ群101は固定レンズや、焦点調節用の可動レンズ、撮影画角を調整する可動レンズを備える。以下、被写体に対してピント合わせを行う可動レンズをフォーカスレンズという。焦点調節制御におけるフォーカス位置は光軸上におけるフォーカスレンズの位置に対応する。また画角調整用の可動レンズをズームレンズという。撮像光学系の変倍制御におけるズーム位置は光軸上におけるズームレンズの位置に対応する。レンズ群101を通して撮像装置内に入射した光は光学フィルタ102を通過し、絞り103で光量調整が行われる。絞り103は撮像素子105への光量を調整し、調整後の光はカラーフィルタ104を通って撮像素子105で受光される。カラーフィルタ104は、撮像素子105の受光面の画素毎に所定の順序で配置されている。撮像素子105は、被写体からの光を受光し、撮像した画像情報をアナログ信号として出力する。
ピント調整部111はレンズ制御部112を介して焦点調節制御を行う。通常のピント合わせ動作では、ピント調整部111が、映像信号処理部108で生成した映像信号から高周波成分を抽出することでピント合わせのための焦点調節用情報としてAF評価値を算出する。このAF評価値が最大となるようにピント調整部111はフォーカスレンズの位置設定を行い、レンズ制御部112によりレンズ群101の駆動制御を行う。
本実施形態では、求まったピント補正量に対してさらに修正処理が行われる。この修正の目的は、色収差による像の色付きを抑えることであり、合焦位置の補正量に対して若干位置を変更することで実行される。ピント補正量に対する修正処理では、焦点深度以内の修正量とすることが望ましい。例えば、この修正量は、絞り103や、フォーカスレンズの位置、ズームレンズの位置等の情報から演算式を用いて算出するか、あるいは参照テーブルを用いて求めることができる。ピント補正量に対する修正により、フォーカス位置がジャストピント位置に補正されるために目立ってしまう、被写体像のエッジ部分の色収差を抑えることできる。
まず、ピント調整部111は被写体に対してAF動作を行ってから(S201参照)、合焦位置を判定する。合焦判定では、AF評価値が最大となるフォーカス位置が合焦位置と判定され(S202参照)、その場合、S203に処理を進める。現時点でのフォーカス位置が合焦位置でないと判定された場合、S201に戻り、合焦位置の探索が繰り返される。
・Fw:(FAR)および(WIDE)における補正量
・Ft:(FAR)および(TELE)における補正量
・Nw:(NEAR)および(WIDE)における補正量
・Nt:(NEAR)および(TELE)における補正量。
ここでは説明を簡便にするため、ズーム位置とフォーカス位置から補正量を算出する例を示すが、さらに絞り値を考慮した補正用テーブルを使用してもよい。
こうしてピント補正および色収差を抑える為のピント修正が行われた後、ピント調整部111は合焦位置およびピント補正量からフォーカスレンズの駆動量を算出し、レンズ制御部112を介してフォーカスレンズの位置を設定する(S205参照)。修正後のピント補正量に対応する位置にフォーカスレンズが移動してフォーカス位置が決定される。
第1実施形態では、以上のピント補正処理を行うことで、色収差によるピントずれを防ぎ、さらにはフォーカス位置の修正(例えば、焦点深度以内での修正)を行う。これにより、被写体像のエッジ部分の色付きを抑えることができる。
次に図3を参照して、本発明の第2実施形態に係る撮像装置について説明する。なお、図1に示した第1実施形態の場合と同様の構成要素については、既に使用した符号に200を加算した符号を使用することにより、それらの詳細な説明を省略し、以下では主として相違点を説明する。
図3に示す撮像装置は色調整部314を備えており、映像信号処理部308が出力する色信号に対して、各色のバランスを取って適切な色処理を行う。さらに映像信号処理部308および色調整部314は、色調整の一環として色抜き処理も行う。色抜き処理は、有彩色の状態から無彩色の状態に移行させる処理である。色抜き処理の例としては、各色のゲインを大きく変化させて実際の被写体色を表現できなくなった場合に、無彩色に切り替える制御がある。無彩色に近づけるには色差信号や色信号のレベルを下げることで行える。また通常のピント合わせ動作では、映像信号処理部308で作成した映像信号から高周波成分を抽出し、高周波成分の値を焦点調節用情報(AF評価値)として算出する処理が行われる。このAF評価値が最大となるようにピント調整部311は、フォーカスレンズ位置を設定し、レンズ制御部312を介してレンズ群301の駆動を制御する。
まず、ピント補正算出部313は露出調整で用いる絞り情報、レンズ制御部312により制御されるレンズ群301のズームおよびフォーカスの位置情報のうち、少なくとも1つ以上の情報に基づいてピント補正量を算出する。このピント補正量は、色収差によるピント位置ずれを補正する補正量、つまりフォーカス位置を合焦位置に導くための補正量である。この時に用いるピント補正量は、例えば第1実施形態の場合と同様に参照テーブルから算出できる。さらに、ピント補正量に対して修正を行う場合、焦点深度以内の修正量とすることが望ましい。この修正量は、絞り値、フォーカス位置、ズーム位置等の情報から演算式で算出するか、または参照テーブルを用いて求めることができる。修正量については色抜きのレベルや度合いに応じて変更されるが、その理由は以下のとおりである。
ピント補正算出部313は色調整部314から色抜き処理の度合いを示す情報を取得してピント補正量を修正してピント調整部311に出力する。ピント補正および色付きを抑えるためのピント修正が行われた補正量に基づいてピント調整部311はフォーカスレンズ位置を設定し、レンズ制御部312を介してレンズ群301の駆動を制御する。
S404でピント補正算出部313は、色抜きレベルを判定する。色抜きレベルとは、色抜き処理の度合いを表し、被写体の明るさ等に応じて変更される。色抜きレベルが大きいほど、より無彩色に近づくものとする。色抜きレベルは色調整部314から情報を取得することで検出できる。S405では、ピント補正量がさらに修正される。図2に示すS204の処理との相違点は、ピント修正量が色抜きレベルによって変化することである。すなわち、ピント修正量は、色抜きレベルが大きいほど小さく、逆に色抜きレベルが小さいほど大きくなるように設定される。この修正により求まったピント補正量、つまり、ピント補正および色付きを抑えるためのピント修正後の補正量に基づき、フォーカスレンズ位置が設定される(S406参照)。
第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、色抜き処理の度合いが大きい場合、よりピントの合った映像を取得することができる。
次に図5を参照して、本発明の第3実施形態に係る撮像装置について説明する。なお、図3に示した第2実施形態の場合と同様の構成要素については、第2実施形態にて使用した符号に200を加算した符号を使用することにより、それらの詳細な説明を省略し、以下では主として相違点を説明する。
図5に示す撮像装置には、複数の光学フィルタとして、IRカットフィルタ(以下、IRCFという)502−1とダミーガラス502−2が配置されており、これらは選択的に使用される。ダミーガラス502−2は、光路長を維持するための光学フィルタであり、光路長の変化が許容される場合には、ダミーガラス等の光学フィルタを配置しなくても構わない。IRCF502−1は、赤外光が撮像素子505に入射するのを防ぐため、赤外域の波長成分をカットする。これにより、本来人の目ではとらえきれない赤外光が、撮像素子505に入射することでカラー画像に赤味がかってしまうことを防いでいる。
ピント補正算出部513はピント補正量の修正処理を行う。IRCF502−1の挿抜に連動してデイモードおよびナイトモードが変更される場合、撮影モードに応じてピント修正量が変更される。従来のピント補正の問題点は、被写体像のエッジ部分にて色収差により本来無い色味が現れてしまう点であるが、色抜き処理が施されたモノクロ画像ではエッジ部分への色付きが目立たなくなる。よって、ナイトモード時、つまりダミーガラス502−2が光路上に配置されてモノクロ画像が出力される場合、ピント補正算出部513はピント修正量をデイモード時と比べて小さくするか、またはピント修正を行わない。また、デイモード時、つまりIRCF502−1が光路上に配置されてカラー画像が出力される場合、ピント補正算出部513はピント修正量をナイトモード時と比べて大きくする。色抜き処理が行われるナイトモード時のモノクロ画像の場合には、色収差によるエッジ部分の色付きを考慮しなくてよいので、ピント補正量に対する修正はデイモード時と比べて少なくなり、またはピント修正を行わずに済む。つまり、ピントの暈けを防ぐためにピント補正が主に行われる。
S604で露出調整部510は、カメラの撮影モードがデイモードであるか、またはナイトモードであるかを判定する。判定結果に応じて、S603でのピント補正量の算出処理により求めた補正量がさらに修正される。S604で判定された撮影モードがデイモードであった場合、S605に処理を進め、ピント補正算出部513はデイモード用のピント補正量の修正を行う。S605におけるピント補正量の修正では、例えばピントの暈けがユーザの目には分からないように、焦点深度以内での修正とすることが望ましい。また、S604で判定された撮影モードがナイトモードであった場合、S606に処理を進め、ピント補正算出部513はナイトモード用のピント補正量の修正を行う。S606におけるピント補正量の修正では、デイモード時と比べて修正量を小さくし、またはピント修正を行わないものとする。S605やS606での修正量については、絞り値、フォーカス位置、ズーム位置等の情報から演算式を用いて算出するか、あるいは予め用意した参照テーブルを用いて求めることができる。あるいは、予め想定されるピント修正量を加味した補正用テーブルを作成しておき、当該テーブルから補正量を算出してもよい。S605やS606の後でS607に進み、修正後のピント補正量に基づいてフォーカスレンズ位置が設定される。
第3実施形態によれば、デイモードおよびナイトモードに適したピント補正を行うことができる。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
103,303,503 絞り
105,305,505 撮像素子
110,310,510 露出調整部
111,311,511 ピント調整部
112,312,512 レンズ制御部
113,313,513 ピント補正算出部
314,514 色調整部
502−1,2 光学フィルタ
515 フィルタ制御部
Claims (7)
- 画角調整用の可動レンズおよび焦点調節用の可動レンズを含む撮像光学系を備え、前記焦点調節用の可動レンズを合焦位置に移動させて焦点調節を行う撮像装置であって、
被写体からの光を受光して光電変換する撮像素子と、
前記合焦位置を検出して前記焦点調節用の可動レンズの駆動制御を行う焦点調節制御手段と、
前記画角調整用の可動レンズの位置情報または前記焦点調節用の可動レンズの位置情報を取得して、前記撮像光学系の色収差による合焦位置のずれを補正する補正量を算出するとともに、該補正量を修正して色収差による被写体像の色付きを抑える処理を行い、修正後の補正量を前記焦点調節制御手段に出力する補正手段を備えることを特徴とする撮像装置。 - 絞りを制御して前記撮像素子への光量を調整する露出調整手段を備え、
前記補正手段は前記絞りの位置情報および前記可動レンズの位置情報を取得して、前記補正量の算出および修正を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記焦点調節制御手段は、前記撮像素子の出力する信号から焦点調節用情報を取得して合焦位置を検出し、
前記補正手段は、前記補正量を修正して色収差による被写体像の色付きを抑える処理を行う場合に焦点深度以内で修正することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 - 撮影画像の色味を調整する色調整手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記色調整手段による色抜き処理の度合いが大きいほど前記補正量に対する修正の度合いを小さくすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記補正手段は、モノクロ画像を出力する撮影モードが選択された場合、カラー画像を出力する撮影モードの場合に比べて、前記補正量に対する修正の度合いを小さくすることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 選択的に配置される複数の光学フィルタと、
前記撮影モードに応じて前記複数の光学フィルタを切り替えて前記撮像光学系の光軸上に配置させる制御を行うフィルタ制御手段を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 画角調整用の可動レンズおよび焦点調節用の可動レンズを含む撮像光学系を備え、前記焦点調節用の可動レンズを合焦位置に移動させて焦点調節を行う撮像装置にて実行される制御方法であって、
被写体からの光を撮像素子で受光して光電変換する撮像ステップと、
前記合焦位置を検出して焦点調節制御手段により前記焦点調節用の可動レンズの駆動制御を行う制御ステップを有し、
前記制御ステップはさらに、
画角調整用の可動レンズの位置情報または前記焦点調節用の可動レンズの位置情報を取得して前記撮像光学系の色収差による合焦位置のずれを補正する補正量を算出するステップと、該補正量を修正して色収差による被写体像の色付きを抑える処理を行い、修正後の補正量を前記焦点調節制御手段に出力するステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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