JP6916416B2 - 撮像装置 - Google Patents
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図1は、第1の実施の形態に係る撮像装置であるデジタルカメラ1(以下、カメラ1と呼ぶ)の要部構成図である。カメラ1は、カメラボディ2と交換レンズ3とにより構成される。交換レンズ3は、マウント部(不図示)を介してカメラボディ2に装着される。カメラボディ2に交換レンズ3が装着されると、カメラボディ2側の接続部202と交換レンズ3側の接続部302とが接続され、カメラボディ2および交換レンズ3間の通信が可能となる。
(1)画像処理装置(画像処理部29)は、結像光学系31の射出瞳60の異なる領域を通過する光の複数の色成分それぞれについての一対の信号を取得する取得部29aと、取得部29aにより取得された一対の信号に基づいて、結像光学系31により生じる軸上色収差を補正した画像信号を生成する処理部29bと、を備える。このようにしたので、軸上色収差の影響によって画像に生じる色ずれを低減させることができる。
(2)処理部29bは、一対の信号を用いて結像光学系31により形成される像のずれ量を算出し、ずれ量に基づいて一対の信号を合成して画像信号を生成する。このようにしたので、軸上色収差に応じた色毎の一対の像の間のずれ量を算出することができる。また、算出した色毎のずれ量に基づいて色毎の一対の信号を合成することによって、軸上色収差による色ずれを補正した画像信号を生成することができる。
(4)処理部29bは、他の色成分のずれ量が基準色成分のずれ量に一致するように、他の色成分の一対の信号をシフトさせて合成する。このようにしたので、各色成分の信号による波形の形状が一致するように補正処理を行うことができ、色ずれを低減させることができる。また、各色成分についてピントが合った画像を得ることができる。
図7〜図9を参照して、第2の実施の形態に係る撮像装置について説明する。なお、図中、第1の実施の形態と同一もしくは相当部分には、同一の参照番号を付し、第1の実施の形態に係る撮像装置との相違点を主に説明する。第1の実施の形態では、像のずれ量が最小となる基準色成分のずれ量に基づいて、基準色成分とは異なる他の色成分の一対の信号を補正して画像信号を生成する例について説明した。第2の実施の形態では、像のずれ量が最大となる基準色成分のずれ量に基づいて、基準色成分とは異なる他の色成分の一対の信号を補正して画像信号を生成する例について説明する。
(5)処理部29bは、複数の色成分のうちの結像光学系31により形成される像のずれ量が最大となる基準色成分のずれ量に基づいて、基準色成分とは異なる他の色成分の一対の信号をシフトさせて合成し、画像信号を生成する。本実施の形態では、最もぼける方向に基準色成分とは異なる他の色成分の一対の信号をシフトさせて、各色成分のずれ量が一致するように補正する。この結果、画像に生じる色ずれを低減させることができる。また、ボケ効果が付与された画像を得ることができる。
上述した実施の形態では、1画素に2つの光電変換部を有する2PD構成を例に説明したが、各画素の構成はこれに限らない。例えば、1画素あたり4つの光電変換部を有する4PD構成にしてもよい。
上述した実施の形態では、デフォーカス量に基づいて補正範囲を決定する例について説明した。しかし、デプスマップ(Depth Map)やレンズのMTF(Modulation Transfer Function)等に基づいて補正範囲を決定し、補正範囲についての各色成分の一対の信号に対する補正処理の内容を決定するようにしてもよい。
上述した実施の形態では、基準色成分のずれ量に基づいて各色成分のずれ量が一致するように補正して、軸上色収差による色ずれを補正する例について説明した。しかし、ボケ量を大きくしたい領域については、基準色成分のずれ量を基準とした補正処理を行わないようにしてもよい。この場合、色毎に個別に補正処理を行わないようにしてもよい。例えば、各色成分の一対の信号に対してぼかし量に応じたボケフィルタをかけた後に、各色成分の一対の信号を合成する。これにより、ボケ量を大きくしたい領域については、ボケが強調された画像を得ることができる。
上述した実施の形態では、1画素に2つの光電変換部を有する2PD構成を例に説明したが、各画素の構成はこれに限らない。例えば、1画素あたり4つの光電変換部を有する4PD構成にしてもよい。
上述した実施の形態および変形例では、本発明を画像処理装置としてデジタルカメラに適用した例について説明したが、本発明は、例えば、スマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータ、PCに内蔵のカメラ、車載カメラ等の他の装置に適用することができる。
上述した実施の形態および変形例では、撮像装置に画像処理装置が備えられている例を説明したが、画像処理装置をコンピュータによって実現するようにしてもよい。この場合、図6や図9に例示したフローチャートに基づく処理を行うプログラムをコンピュータ(またはCPUなど)に実行させることにより、画像処理装置を構成する。プログラムは、記憶媒体や通信回線を介する提供など、種々の形態のコンピュータプログラム製品として供給することができる。
(1)第1の光電変換部と第2の光電変換部とを有する第1の色光を受光する複数の第1の受光部と、第3の光電変換部と第4の光電変換部とを有する第2の色光を受光する複数の第2の受光部と、複数の上記第1の光電変換部で受光した被写体の像の位置に対して、複数の上記第2の光電変換部で受光した被写体の像の位置をずらす補正を、上記複数の第1の受光部から出力される信号に行い、複数の上記第1の光電変換部で受光した被写体の像と複数の上記第2の光電変換部で受光した被写体の像のずれと、複数の上記第3の光電変換部で受光した被写体の像と複数の上記第4の光電変換部で受光した被写体の像のずれとの差を少なくする補正部と、上記複数の第2の受光部からの信号と、補正された上記複数の第1の受光部からの信号とにより画像信号を生成する画像生成部とを有する撮像装置。
(2)(1)のような撮像装置において、上記複数の第1の光電変換部で受光した被写体の像と上記複数の第2の光電変換部で受光した被写体の像のずれが、上記複数の第3の光電変換部で受光した被写体の像と上記複数の第4の光電変換部で受光した被写体の像のずれよりも大きい。
(3)(2)のような撮像装置において、上記補正部は、上記複数の第1の光電変換部で受光した被写体の像の位置に対して、上記複数の第2の光電変換部で受光した被写体の像の位置をずらす補正を行い、上記複数の第1の光電変換部で受光した被写体の像と上記複数の第2の光電変換部で受光した被写体の像のずれを小さくする。
(4)(1)のような撮像装置において、上記複数の第1の光電変換部で受光した被写体の像と上記複数の第2の光電変換部で受光した被写体の像のずれが、上記複数の第3の光電変換部で受光した被写体の像と上記複数の第4の光電変換部で受光した被写体の像のずれよりも小さい。
(5)(4)のような撮像装置において、上記補正部は、上記複数の第1の光電変換部で受光した被写体の像の位置に対して、上記複数の第2の光電変換部で受光した被写体の像の位置をずらす補正を行い、上記複数の第1の光電変換部で受光した被写体の像と上記複数の第2の光電変換部で受光した被写体の像のずれを大きくする。
(6)(5)のような撮像装置において、上記補正部は、補正された上記複数の第1の受光部からの信号に対してローパスフィルタをかける。
(7)(1)〜(6)のような撮像装置において、上記補正部は、上記複数の第1の光電変換部からの信号に対して、上記複数の第2の光電変換部からの信号をずらす補正を行う。
(8)(1)のような撮像装置において、上記補正部は、上記複数の第1の受光部と上記複数の第2の受光部とのうち主要被写体からの光を受光する上記第1の受光部と上記第2の受光部とでは、上記被写体の像のずれが大きい方の色を第1の色として補正を行い、上記複数の第1の受光部と上記複数の第2の受光部とのうち主要被写体以外の被写体からの光を受光する上記第1の受光部と上記第2の受光部とでは、上記被写体の像のずれが小さい方の色を第2の色として補正を行う。
(9)第1の光電変換部と第2の光電変換部とを有する第1の色光を受光する複数の第1の受光部と、第3の光電変換部と第4の光電変換部とを有する第2の色光を受光する複数の第2の受光部とを有する撮像部で撮像された画像信号を入力する入力部と、複数の上記第1の光電変換部で受光した被写体の像の位置に対して、複数の上記第2の光電変換部で受光した被写体の像の位置をずらす補正を、上記複数の第1の受光部から出力される信号に行い、複数の上記第1の光電変換部で受光した被写体の像と複数の上記第2の光電変換部で受光した被写体の像のずれと、複数の上記第3の光電変換部で受光した被写体の像と複数の上記第4の光電変換部で受光した被写体の像のずれとの差を少なくする補正部と、 上記複数の第2の受光部からの信号と、補正された上記複数の第1の受光部からの信号とにより画像信号を生成する画像生成部とを有する画像処理装置。
(10)(9)のような画像処理装置において、上記複数の第1の光電変換部で受光した被写体の像と上記複数の第2の光電変換部で受光した被写体の像のずれが、上記複数の第3の光電変換部で受光した被写体の像と上記複数の第4の光電変換部で受光した被写体の像のずれよりも大きい。
(11)(10)のような画像処理装置において、上記補正部は、上記複数の第1の光電変換部で受光した被写体の像の位置に対して、上記複数の第2の光電変換部で受光した被写体の像の位置をずらす補正を行い、上記複数の第1の光電変換部で受光した被写体の像と上記複数の第2の光電変換部で受光した被写体の像のずれを小さくする。
(12)(9)のような画像処理装置において、上記複数の第1の光電変換部で受光した被写体の像と上記複数の第2の光電変換部で受光した被写体の像のずれが、上記複数の第3の光電変換部で受光した被写体の像と上記複数の第4の光電変換部で受光した被写体の像のずれよりも小さい。
(13)(12)のような画像処理装置において、上記補正部は、上記複数の第1の光電変換部で受光した被写体の像の位置に対して、上記複数の第2の光電変換部で受光した被写体の像の位置をずらす補正を行い、上記複数の第1の光電変換部で受光した被写体の像と上記複数の第2の光電変換部で受光した被写体の像のずれを大きくする。
(14)(13)のような画像処理装置において、上記補正部は、補正された上記複数の第1の受光部からの信号に対してローパスフィルタをかける。
(15)(9)〜(14)のような画像処理装置において、上記補正部は、上記複数の第1の光電変換部からの信号に対して、上記複数の第2の光電変換部からの信号をずらす補正を行う。
(16)(9)のような画像処理装置において、上記補正部は、上記複数の第1の受光部と上記複数の第2の受光部とのうち主要被写体からの光を受光する上記第1の受光部と上記第2の受光部とでは、上記被写体の像のずれが大きい方の色を第1の色として補正を行い、上記複数の第1の受光部と上記複数の第2の受光部とのうち主要被写体以外の被写体からの光を受光する上記第1の受光部と上記第2の受光部とでは、上記被写体の像のずれが小さい方の色を第2の色として補正を行う。
Claims (7)
- 光学系の第1領域を透過した光のうち第1波長の光を透過させる第1フィルタを透過した光を光電変換して電荷を生成する第1光電変換部と、
前記光学系の第2領域を透過した光のうち前記第1フィルタを透過した光を光電変換して電荷を生成する第2光電変換部と、
前記光学系の前記第1領域を透過した光のうち第2波長の光を透過させる第2フィルタを透過した光を光電変換して電荷を生成する第3光電変換部と、
前記光学系の前記第2領域を透過した光のうち前記第2フィルタを透過した光を光電変換して電荷を生成する第4光電変換部と、
前記第1光電変換部で生成された電荷に基づく第1信号と、前記第2光電変換部で生成された電荷に基づく第2信号とのずれ量に基づいて、前記第3光電変換部で生成された電荷に基づく第3信号と、前記第4光電変換部で生成された電荷に基づく第4信号とを補正する補正部と、
を備える撮像装置。 - 光学系の第1領域を透過した光を光電変換して電荷を生成する第1光電変換部と第2光電変換部と、前記第1光電変換部で生成された電荷に基づく第1信号と前記第2光電変換部で生成された電荷に基づく第2信号とを出力する出力部とを有する第1画素と、
前記光学系の第2領域を透過した光を光電変換して電荷を生成する第3光電変換部と第4光電変換部と、前記第3光電変換部で生成された電荷に基づく第3信号と前記第4光電変換部で生成された電荷に基づく第4信号とを出力する出力部とを有する第2画素と、
前記第1信号と前記第2信号とのずれ量に基づいて、前記第3信号と前記第4信号とを補正する補正部と、
を備える撮像装置。 - 請求項2に記載の撮像装置において、
前記第1画素は、前記光学系の前記第1領域を透過した光のうち第1波長の光を透過させる第1フィルタを有し、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部とは、前記第1フィルタを透過した光を光電変換して電荷を生成し、
前記第2画素は、前記光学系の前記第2領域を透過した光のうち第2波長の光を透過させる第2フィルタを有し、
前記第3光電変換部と前記第4光電変換部とは、前記第2フィルタを透過した光を光電変換して電荷を生成する撮像装置。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記補正部は、前記第1信号と前記第2信号とのずれ量に基づいて、前記第3信号と前記第4信号とのずれ量を補正する撮像装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記補正部は、前記第3信号と前記第4信号とのずれ量が、前記第1信号と前記第2信号とのずれ量と一致するように、前記第3信号と前記第4信号とを補正する撮像装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記補正部で補正された前記第3信号と前記第4信号とを加算して画像データを生成する生成部を備える撮像装置。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記補正部で補正された前記第3信号と前記第4信号とに基づいて、前記光学系の焦点検出を行う焦点検出部を備える撮像装置。
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