JPH10248068A - 撮像装置及び画像処理装置 - Google Patents

撮像装置及び画像処理装置

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JPH10248068A
JPH10248068A JP9050197A JP5019797A JPH10248068A JP H10248068 A JPH10248068 A JP H10248068A JP 9050197 A JP9050197 A JP 9050197A JP 5019797 A JP5019797 A JP 5019797A JP H10248068 A JPH10248068 A JP H10248068A
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JP
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signal
image
imaging
luminance
image pickup
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JP9050197A
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Eiichiro Ikeda
栄一郎 池田
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Original Assignee
Canon Inc
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    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/135—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements
    • H04N25/136—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements using complementary colours

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精細で、かつ色モアレのない画像を撮像可
能な撮像装置を提供することにある。 【解決手段】 画像を撮像して撮像信号を出力する撮像
素子と、合焦状態で第１の撮像を行って前記撮像素子よ
り第１の撮像信号を、前記合焦状態より所定量のデフォ
ーカスされた状態で第２の撮像を行って前記撮像素子よ
り第２の撮像信号をそれぞれ出力させるように制御する
コントローラと、前記第１の撮像信号に基づいて輝度信
号を生成するとともに、前記第２の撮像信号に基づいて
色信号を生成する信号処理回路とを備えたことを特徴と
する撮像装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルカメラ等
の撮像装置あるいは画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、デジタルカメラ等の映像機器の進
歩は目覚ましく、単にカメラとしての使用にとどまら
ず、コンピュータへの画像入力機器としての要望も強
く、急速に普及しつつある。
【０００３】図１２は、従来の単板方式のデジタルカメ
ラの構成を示すブロック図である。被写体像（不図示）
は、レンズ１、光学ローパスフィルタ１４を通り、撮像
素子２の結像面に結像される。
【０００４】撮影を指示するシャッターレリーズボタン
は２段階に押圧されるようになっており、使用者がシャ
ッターレリーズボタンを半押しにすると、プリ撮影状態
となりAE(Auto-Exposure)、AF(Auto-Focusing)等が行わ
れ、絞り、シャッタースピード、焦点位置等が決定さ
れ、さらにシャッターレリーズボタンを２段目まで押圧
することにより、本撮影が行われる。
【０００５】本撮影によって撮像素子２に入射された被
写体像は、光電変換されて撮像信号に変換され、出力さ
れる。
【０００６】撮像素子２から出力された撮像信号はA/D
変換器３でデジタル化され、信号処理部１０に送られ、
JPEG等の画像圧縮処理を施した後、記録装置にて保存さ
れる。
【０００７】ここで、単板方式の場合、色信号を得るた
め撮像素子の前に図１３のような配列の色フィルタが貼
り付けられている。
【０００８】同図において、左側は補色フィルタの画素
配列（Ma：マゼン，Cy：シアン，Ye：イエロー，G：グ
リーン）を、右側は純色フィルタ（Ｒ：レッド，Ｇ：グ
リーン，Ｂ：ブルー）の画素配列を示す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】一般に、ナイキストの
定理により、サンプリング周波数Ｎの１／２より高い空
間周波数を有する被写体像は、折り返し歪みとなって定
収は信号に発生する。
【００１０】そこで主として色フィルタにより色モアレ
防止のため、撮像素子の撮像面にＮ／２より高い周波数
をカットするローパスフィルタ（光学ローパスフィルタ
と呼ばれる）が配置される。
【００１１】しかし、その反面、当然のことながら解像
度が低下し、本来の撮像素子の画素数に相当する高画質
の映像を得ることができないというデメリットがある。
【００１２】そこで本発明の課題は、上述の問題点を解
決し、高画質でかつ色モアレ等の不都合のない撮像を可
能とした撮像装置及び画像処理装置を提供することにあ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本願における請求項１に記載の発明によれば、
画像を撮像して撮像信号を出力する撮像手段と、合焦状
態で第１の撮像を行って第１の撮像信号を得、前記合焦
状態より所定量のデフォーカスされた状態で第２の撮像
を行って第２の撮像信号を得る制御手段と、前記第１の
撮像信号に基づいて輝度信号を生成するとともに、前記
第２の撮像信号に基づいて色信号を生成する信号処理手
段とを備えた撮像装置を特徴とする。
【００１４】また本願における請求項２に記載の発明に
よれば、請求項１の発明において、前記デフォーカス量
を設定するデフォーカス量設定手段を備え、該デフォー
カス量設定手段は、レンズの絞り値に対応したレンズの
デフォーカス量を記憶したレンズ駆動テーブルを備え、
前記レンズ駆動テーブルより読み出したデフォーカス量
に基づいて前記レンズを前記合焦状態からデフォーカス
させるように構成した。
【００１５】また本願における請求項３に記載の発明に
よれば、請求項２の発明において、前記デフォーカス量
設定手段は、前記レンズ駆動テーブルより読み出したデ
フォーカス量と、さらにズーム倍率に基づいて前記レン
ズを前記合焦状態からデフォーカスさせるように構成し
た。
【００１６】また本願における請求項４に記載の発明に
よれば、請求項３の発明において、前記レンズの絞り
は、前記第１の撮像信号と前記第２の撮像信号の撮像
中、予め決められた絞り値よりも開かないように構成し
た。
【００１７】また本願における請求項５に記載の発明に
よれば、請求項１、２または３の発明において、前記デ
フォーカス量は、結像面上における像のぼけ量が許容錯
乱円径の約２倍になる量に設定した。
【００１８】また本願における請求項６に記載の発明に
よれば、請求項５の発明において、前記第１、第２の撮
像信号の撮影時には、絞りを固定し、前記撮像手段の蓄
積時間を制御する電子シャッターあるいは機械的に入射
光量を制御するメカニカルシャッターによって、露出制
御を行うように構成した。
【００１９】また本願における請求項７に記載の発明に
よれば、請求項２の発明において、前記第２の撮像信号
を得る場合には、前記レンズ位置を、前記第１の撮像信
号を得たときの前記レンズ位置より、前ピン側にデフォ
ーカスさせるように構成した。
【００２０】また本願における請求項８に記載の発明に
よれば、請求項１の発明において、さらに撮像信号を記
憶する記録媒体を備え、前記信号処理手段は、前記第１
の撮像信号は、圧縮せず、または低圧縮率で圧縮して前
記記録媒体に記録し、前記第２の撮像信号は前記第１の
撮像信号より高圧縮率で圧縮して前記記録媒体に記録す
るように構成した。
【００２１】また本願における請求項９に記載の発明に
よれば、請求項１の発明において、前記第１の撮像信号
と前記第２の撮像信号との間の画像の位置ずれを検出す
るとともに、該検出された前記位置ずれを補正して合成
するための位置ずれ検出手段の出力に応じて、前記位置
ずれを補正する位置ずれ補正手段を備えたことを特徴と
する。
【００２２】また本願における請求項１０に記載の発明
によれば、請求項１の発明において、輝度信号レベルの
段差を補正する輝度段差補正手段を備えている。
【００２３】また本願における請求項１１に記載の発明
によれば、請求項１０の発明において、前記輝度段差補
正手段は、前記輝度段差をフィルタリングによって除去
するフィルタ手段と、エッジ判別手段とを備え、前記エ
ッジ判別手段によってエッジと判別された領域について
は、前記フィルタ手段によるフィルタリングを行わない
ように構成した。
【００２４】また本願における請求項１２に記載の発明
によれば、請求項１０の発明において、前記輝度段差補
正手段は、前記輝度段差を画素平均演算によって除去す
る画素平均手段と、エッジ判別手段とを備え、前記エッ
ジ判別手段によってエッジと判別された領域について
は、前記画素平均手段による画素平均演算を行わないよ
うに構成する。
【００２５】また本願における請求項１３に記載の発明
によれば、請求項１の発明において、撮像のための前記
デフォーカス処理は、前記第１の撮像により蓄積された
電荷の転送期間中に実行されるように構成する。
【００２６】また本願における請求項１４に記載の発明
によれば、請求項１または１３の発明において、前記第
１の撮像と前記第２の撮像は、１回のレリーズ動作に応
じて順次行われるように構成する。
【００２７】また本願における請求項１５に記載の発明
によれば、請求項１の発明において、前記撮像手段に対
する入射光路内に着脱可能な光学ローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタを前記光路内から退避させた状態
で前記第１の撮像及び第２の撮像を行う第１の撮影モー
ドと、前記光学ローパスフィルタを前記光路内へと挿入
して撮像動作を行う第２の撮影モードとを選択的に切り
換えるモード切換手段とを備えたことを特徴とする。
【００２８】また本願における請求項１６に記載の発明
によれば、請求項１５の発明において、前記第１の撮影
モードにおいては絞り優先で撮影を行い、前記第２の撮
影モードにおいてはシャッタースピード優先の撮影を行
うように構成する。
【００２９】また本願における請求項１７に記載の発明
によれば、互いに所定量のデフォーカスされた状態で撮
像された第１の撮像信号及び第２の撮像信号を入力する
手段と、前記第１の撮像信号より輝度信号を生成する輝
度信号生成手段と、前記第２の撮像信号より色信号を生
成する色信号生成手段と、前記第１の撮像信号と前記第
２の撮像信号を撮像する間、絞りを固定し、絞り優先撮
影を行う制御手段とを備えた撮像装置を特徴とする。
【００３０】また本願における請求項１８に記載の発明
によれば、互いに所定量のデフォーカスされた状態で撮
像された第１の撮像信号及び第２の撮像信号を入力する
手段と、前記第１の撮像信号より輝度信号を生成する輝
度信号生成手段と、前記輝度信号のレベルの段差を補正
する輝度段差補正手段と、前記第２の撮像信号より色信
号を生成する色信号生成手段と、前記輝度段差を補正さ
れた輝度信号と前記色信号との間の相対的な位置ずれを
補正する位置ずれ補正手段と、前記位置ずれ補正手段に
よって、前記位置ずれを補正された輝度信号と色信号を
出力する出力手段とを備えた画像処理装置を特徴とす
る。
【００３１】また本願における請求項１９に記載の発明
によれば、請求項１７または１８の発明において、前記
デフォーカス量を設定するデフォーカス量設定手段を備
え、該デフォーカス量設定手段は、レンズの絞り値に対
応したレンズのデフォーカス量を記憶したレンズ駆動テ
ーブルを備え、前記レンズ駆動テーブルより読み出した
デフォーカス量に基づいて前記レンズを前記合焦状態か
らデフォーカスさせるように構成されている。
【００３２】また本願における請求項２０に記載の発明
によれば、請求項１９の発明において、前記デフォーカ
ス量設定手段は、前記レンズ駆動テーブルより読み出し
たデフォーカス量と、さらにズーム倍率に基づいて前記
レンズを前記合焦状態からデフォーカスさせるように構
成されている。
【００３３】また本願における請求項２１に記載の発明
によれば、請求項２０の発明において、前記デフォーカ
ス量は、結像面上における像のぼけ量が許容錯乱円径の
約２倍になる量に設定する。
【００３４】また本願における請求項２２に記載の発明
によれば、請求項１７または１８の発明において、さら
に撮像信号を記憶する記録媒体を備え、前記信号処理手
段は、前記第１の撮像信号は、圧縮せず、または低圧縮
率で圧縮して前記記録媒体に記録し、前記第２の撮像信
号は前記第１の撮像信号より高圧縮率で圧縮して前記記
録媒体に記録するように構成する。
【００３５】また請求項２３に記載に発明によれば、請
求項１８の発明において、前記輝度段差補正手段は、前
記輝度段差をフィルタリングによって除去するフィルタ
手段と、エッジ判別手段とを備え、前記エッジ判別手段
によってエッジと判別された領域については、前記フィ
ルタ手段によるフィルタリングを行わないように構成す
る。
【００３６】また本願における請求項２４に記載の発明
によれば、請求項１８の発明において、前記輝度段差補
正手段は、前記輝度段差を画素平均演算によって除去す
る画素平均手段と、エッジ判別手段とを備え、前記エッ
ジ判別手段によってエッジと判別された領域について
は、前記画素平均手段による画素平均演算を行わないよ
うに構成する。
【００３７】また本願における請求項２５に記載の発明
によれば、請求項１７の発明において、前記制御手段
は、前記第１の撮像により蓄積された電荷の転送期間中
に、前記第２の撮影のためのデフォーカス処理を行うよ
うに構成する。
【００３８】また本願における請求項２６に記載の発明
によれば、請求項１７において、前記撮像手段に対する
入射光路内に着脱可能な光学ローパスフィルタと、前記
ローパスフィルタを前記光路内から退避させた状態で前
記第１の撮像信号及び第２の撮像信号を撮像する第１の
撮影モードと、前記光学ローパスフィルタを前記光路内
へと挿入して撮像動作を行う第２の撮影モードとを選択
的に切り換えるモード切換手段とを備える。
【００３９】また本願における請求項２７に記載の発明
によれば、請求項１において、前記第１の撮像信号は非
圧縮で、前記第２の信号は圧縮して外部接続されたコン
ピュータへと出力する信号処理手段を設けたことを特徴
とする。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下本発明における実施形態を各
図を参照しながら説明する。
【００４１】図１は、本実施形態における電子カメラの
実施形態を示すブロック図である。
【００４２】同図において、撮影レンズ光学系１を通過
した入射光は、絞り２、光学ローパスフィルタ３を介し
て撮像手段としてのＣＣＤ等の撮像素子４の撮像面に結
像され、光電変換されて、撮像信号として出力される。
【００４３】また８は撮影レンズ光学系のフォーカスレ
ンズを駆動するレンズ駆動部、９は絞り２を駆動して光
量制御を行う絞り駆動部、１０は光学ローパスフィルタ
を撮影レンズ光学系１の光路内に着脱するフィルタ駆動
部、１１は撮像素子２を駆動する各種クロックパルスを
供給する撮像素子駆動部である。この撮像素子駆動部１
１を後述のコントローラで制御して撮像素子４の蓄積時
間を可変することによって電子シャッタが形成される。
【００４４】撮像素子２より出力された撮像信号は、Ａ
／Ｄ変換器５によってデジタル信号に変換され、一旦メ
モリ６に格納されて後述する所定の処理を施された後、
記録装置７へと供給され、半導体メモリ、磁気テープ、
光ディスク等の記録媒体に記録される。
【００４５】またAE(露出制御)信号処理回路１２は、メ
モリ６に格納された撮像信号中より、輝度信号レベルを
検出して所定の基準レベルに一定となるように絞り駆動
部９を制御して絞り２の開口径を制御し、また撮像素子
駆動部１１を制御して撮像素子４の蓄積時間（シャッタ
ースピード）を制御するものである。
【００４６】またAF信号処理回路１３は、撮像信号中よ
り、たとえば焦点状態に応じて変化する高周波成分を抽
出するバンドパスフィルタ等を備え、被写体像の鮮鋭度
情報を焦点信号として抽出し、後述するAF制御回路１４
へと供給する。
【００４７】AF制御回路１４は、通常のAF動作として
は、AF信号処理回路１３より供給された焦点信号に基づ
いて、被写体の鮮鋭度が大きくなる方向にレンズ駆動方
向を決定するとともに、焦点信号のレベルに応じてレン
ズ駆動速度を決定し、鮮鋭度が最大となるように、レン
ズを山登り制御するものである。
【００４８】またレンズ駆動テーブル１５は、後述する
ように、高精細撮影モードにおいて、色モアレを防止す
るために、合焦点をシフトする際、撮像素子の画素ピッ
チと各ズーム倍率において、レンズの絞り値Ｆに対応し
たレンズのデフォーカス量を記憶したものである。
【００４９】またデフォーカス量演算部１６は、そのと
きの絞り値、ズーム倍率、合焦状態等に応じて、レンズ
駆動テーブル１５の情報を読み出し、実際にデフォーカ
ス量を演算し、その結果に基づいて、AF制御回路１４
は、合焦点よりレンズを演算されたデフォーカス量だけ
移動するように制御する。これらによってデフォーカス
量設定手段が構成される。
【００５０】また信号処理手段を構成する信号処理部１
８は、高精細撮影モードにおいて、１回目の撮像で、メ
モリ６に取り込まれた撮像信号から輝度信号Ｙを生成し
て再びメモリ６に記憶し、２回目の撮像で色差信号ＣＲ
（Ｒ−Ｙ），ＣＢ（Ｂ−Ｙ）を生成して、先の輝度信号
Ｙに合成する処理を行って、ＲＧＢ画像信号に変換した
後、ＪＰＥＧ等の画像圧縮を行って記録装置に記録させ
る。
【００５１】そして位置ずれ検出／補正部１９は、上記
信号処理部１８において、１回目の撮像で得られメモリ
６に格納されている輝度信号に、２回目の撮像で得られ
た色差信号を合成する際、両画像間における相対位置の
ずれを検出してこれを補正し、色ずれのないカラー画像
を生成する処理を行うものである。
【００５２】また上述の信号処理部１８において、輝度
信号Ｙが生成される際、色フィルタの影響でで、色のつ
いた領域で、輝度レベルの段差（以下輝度段差と称す）
が発生するが、この輝度段差を除去する輝度段差除去法
については、後述する。
【００５３】また制御手段を構成するコントローラ１７
は、本システム全体を統括して制御するシステムコント
ローラとして機能し、撮影モード選択スイッチ２０の状
態に応じて、通常撮影モードと高精細モードとを選択的
に制御するものであり、詳細は後述するが、高精細モー
ドでは、上述したように、第１の撮像と第２の撮像を行
い、AF制御部１４及び信号処理部１８を制御して、合焦
位置をシフトして輝度信号、色差信号をそれぞれ生成
し、位置ずれ補正部１９にてこれらの位置ずれを補正し
て合成する処理を行わせるものである。
【００５４】尚、同図は、各要素の機能を明瞭にするた
めに個々に独立して記載したが、実際は、破線で示す範
囲内のブロックは、マイクロコンピュータによって実現
することができる。
【００５５】また同図において、２０は通常撮影モード
と高精細撮影モードとを選択するモード切換手段として
のモード切換スイッチ、２１はシャッタレリーズスイッ
チ、２２はメモリ６より出力された画像信号をモニタ表
示するためのたとえば液晶表示モニタ、２３はメモリ６
から出力された画像信号を液晶表示モニタに表示可能な
信号に変換する駆動回路である。
【００５６】本実施形態の構成は以上のようになってお
り、次にその具体的動作及び各動作において行われる処
理について説明する。
【００５７】図２は、本実施形態における電子カメラの
処理動作を説明するためのフローチャートであり、この
処理はコントローラ１７によって実行される。
【００５８】同図において、処理をスタートすると、ま
ずステップＳ１において、モード切換スイッチ２０によ
り、通常撮影モードが選択されているか、高精細撮影モ
ードが選択されているかが判別され、通常撮影モードが
選択されている場合には、ステップＳ２以降の処理へと
進み、高精細モードが選択されている場合には、ステッ
プＳ９以降の処理へと分枝する。この処理は通常撮影モ
ードと高精細撮影モードとを選択するモード選択手段の
動作に相当する。
【００５９】（通常撮影モード）通常撮影モードは、被
写体の動きが速い場合や、シャッタースピード優先の撮
影を行う場合等、電子カメラとして通常の撮影範囲にお
いて用いられる。
【００６０】ステップＳ１で通常撮影モードが選択され
ていた場合には、ステップＳ２の処理へと移行し、まず
光学ローパスフィルタを、撮影光学系１の光路内へと位
置させる。これによって折り返し歪による画像劣化を防
止することができる。単板の撮像素子ではカラーフィル
タによって所定間隔ごとに画素をサンプリングしている
ため、そのサンプリング周波数の１／２以上の空間周波
数を持つ入射光があると、折り返し歪みを生じるからで
ある。
【００６１】次にステップＳ３では、２段押圧式のシャ
ッターレリーズボタンが１段目（半押し）まで押された
か否かを判別する。
【００６２】シャッターレリーズボタンの半押しが判別
されると、ステップＳ４へと移行し、露出調整及び焦点
調整を行うため、予め決められた絞り、シャッタースピ
ードでプリ撮影を行う。このプリ撮影状態では、撮像素
子によって撮像された画像をモニタに動画表示し、記録
媒体への記録は行われていない。
【００６３】ステップＳ５の処理でＡＥ（露出制御），
ＡＦ（焦点制御）のための各演算が行われ、続いてステ
ップＳ６の処理へと移行して、ステップＳ５で演算され
たデータに基づいて、絞り、シャッター、焦点制御が行
われる。
【００６４】具体的には、撮像素子より出力され、Ａ／
Ｄ変換器でデジタル信号に変換された撮像信号は、信号
処理部に供給され、信号処理部において、画面内の予め
決められた測光範囲内に輝度信号レベルの平均値が予め
決められた値に一定となるようにレンズの絞り値Ｆ、シ
ャッタースピードＴが決定される。
【００６５】この絞り値Ｆはレンズ駆動部９に送られて
絞り２の開口量が制御され、シャッタースピードＴは撮
像素子駆動部１１へと送られて撮像素子４の蓄積時間が
制御される。
【００６６】ここで本実施形態では、シャッタースピー
ドＴの制御を撮像素子４の電荷蓄積時間を制御する電子
シャッタによって行っているが、メカニカルシャッタを
用いてもよい。
【００６７】またこのプリ撮影状態は、シャッターレリ
ーズボタンが半押しされている間は続けて行われ、NTSC
ビデオ信号であれば、１／６０秒で１枚のフィールド画
を撮像し、１／３０秒間に１枚のフレーム画像が形成さ
れるように駆動されている。
【００６８】一方、撮像素子４より１／６０秒周期で出
力される撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器５、メモリ６を介し
てＡＦ制御部へと供給され、例えば不図示のバンドパス
フィルタ等で、焦点状態に応じて変化する撮像信号中よ
り高周波成分を抽出し、その高周波成分のレベルが最大
となるようにいわゆる「山登り」制御を行い、合焦点へ
とレンズを駆動するよう、レンズ駆動部を制御する。
【００６９】尚、ＡＦ方式は、撮像信号中から焦点状態
を検出する方法に限らず、ＡＦ専用の外光センサを用い
てもよく、その方式は限定されない。
【００７０】次に、ステップＳ７で、シャッターレリー
ズボタンが２段目まで押圧されたか否かを判別し、２段
目の押圧が判別された場合には、ステップＳ２０へと移
行し、その押圧のタイミングで取り込まれた画像をメモ
リ６に記憶し、信号処理部１８によって、通常の輝度信
号、色差信号の生成処理を行い、記録装置に静止画記録
する。
【００７１】（高精細撮影モード）次に、ステップＳ１
において、高精細撮影モードが選択されていた場合につ
いて説明する。
【００７２】本発明における高精細撮影モードは、光学
ローパスフィルタなしで、輝度信号は合焦状態で撮像
し、色信号はモアレの出ない程度に焦点をぼかして（空
間周波数を低下させて）撮像し、これらの信号を合成す
ることにより、解像度の高い、且つモアレのない画像信
号を得ることができるようにしたものである。
【００７３】ステップＳ１で高精細撮影モードが選択さ
れていた場合には、ステップＳ９へと移行し、光学ロー
パスフィルタを撮影光学系の光路外へと退避させる。
【００７４】続いてステップＳ１０でシャッターレリー
ズボタンが半押しされた場合には、ステップＳ１１でプ
リ撮影動作を行い、撮像動作が開始される。このときの
画像は液晶表示モニタ２３にて表示される。
【００７５】ステップＳ１２，Ｓ１３では、まず前述し
た通常撮影モードと同様に、輝度信号中の高周波成分に
基づいて焦点調節が行われ、また絞り値Ｆ、シャッター
スピードＴが決定され、それらのデータに基づいて撮像
動作が制御される。
【００７６】以下の処理は、本発明の特徴的な処理を行
うものである。尚、すでにステップＳ１４において、光
学ローパスフィルタ３を光路内から退避させても色モア
レが出ないように、焦点をぼかすためのレンズ駆動量す
なわちデフォーカス量が演算されている。
【００７７】高精細撮影モードでは、光学ローパスフィ
ルタなしで、輝度信号のみを合焦状態で撮像し、色につ
いては、輝度信号に引き続き、色モアレの出ない程度に
焦点をぼかして（空間周波数を低下させて）撮像し、こ
れらの信号を合成することにより、解像度の高い、且つ
モアレのない画像信号を得ることができるようにしたも
のである。
【００７８】続いてステップＳ１５でシャッターレリー
ズボタンが２段目まで押圧され、本撮影開始の指示が行
われた場合には、ステップＳ１６以降の本撮影のための
処理へと移行する。
【００７９】上述のように、ステップＳ１１〜Ｓ１３の
処理で、焦点検出及び測光動作が行われ、レンズが合焦
点へと移動されるとともに、絞り値Ｆ，シャッタースピ
ードＴが決定されている。
【００８０】ステップＳ１６以降の処理によれば、色モ
アレのない高画質のカラー撮影を行うため、まず１回目
の撮像で高精細な輝度信号を撮像してメモリに格納し、
２回目の撮像で色モアレが出ない程度に焦点をぼかして
色信号を撮像し、これらを合成して高精細で色モアレの
ない画像を得るものである。
【００８１】また、すでにステップＳ１４で、モアレが
出ない程度に焦点をぼかした画像信号を得るための、レ
ンズのデフォーカス量（ぼかし量）が演算されている。
【００８２】すなわちデフォーカス量決定手段におい
て、レンズ駆動テーブル８より、プリ撮影によって決定
された絞り値Ｆに対応して記憶されているプリデフォー
カス量を読み出す。そして現在のズーム倍率とプリディ
フォーカス量との演算で、現在の絞り値、ズーム倍率に
おける色モアレの生じないデフォーカス量を求める。
【００８３】レンズ駆動テーブル８内には、前述のよう
に、撮像素子の画素ピッチとあるズーム倍率において、
レンズの絞り値Ｆに対応した、レンズのデフォーカス量
（ぼかし量）が記憶されている。このデフォーカス量の
具体的な決定方法は後述する。
【００８４】ステップＳ１６では、まずプリ撮影で決定
した絞り値Ｆ，シャッタースピードＴによって絞り、電
荷蓄積時間を決定し、ＡＦ制御部１４により、合焦点へ
とレンズが駆動された状態で、第１の撮像が行われる。
【００８５】撮像素子２に電荷が蓄積され、垂直、水平
方向に電荷の転送が行われ、Ａ／Ｄ変換器５において、
デジタル信号に変換される。
【００８６】撮像素子２における電荷転送と平行して、
ステップＳ１７で、第２の撮像のためにデフォーカス量
演算部１６からのデフォーカス量の情報が、ＡＦ制御部
１４へと供給され、レンズを合焦点からデフォーカス量
だけ駆動する。この移動は色モアレが出ない程度に焦点
をぼかすためのものであることは前述した。
【００８７】ここでレンズのデフォーカス方向は、非平
面被写体の場合、前ピン方向とする。これは、一般に主
被写体よりカメラ側に位置する被写体は少ないことを考
慮し、前ピンン状態で撮影することにより、被写体の一
部に合焦することを防ぐためである。
【００８８】電荷転送、Ａ／Ｄ変換後の第１の撮像にお
ける画像信号はメモリ６に記録される。この時、内部メ
モリの節約のため、この信号を外部記録媒体に記録する
ことも可能である。
【００８９】またメモリ６に記録された第１の画像信号
は、信号処理部１８に送られ輝度信号Ｙが生成され再び
メモリ６に記録されている。
【００９０】輝度信号Ｙを作成するにあたり、撮像素子
２の色フィルタの影響で、色のついた領域で、輝度段差
が発生する。本発明では、この輝度段差を後述する輝度
段差除去法で除去し、輝度信号を作成する。
【００９１】第１の撮像における撮像素子２上の全ての
画素の電荷が転送され、レンズがデフォーカスされた
後、ステップＳ１８に示すように、撮像素子２では第２
撮像が行われる。そして第１の撮影と同様に第２の画像
信号はメモリ６に記録される。
【００９２】ステップＳ１９において、第２の画像信号
は、信号処理部１８に送られて、色差信号ＣＲ（Ｒ−
Ｙ），ＣＢ（Ｂ−Ｙ）が生成されるとともに、位置ずれ
補正部１９によって、メモリ６にすでに記録されている
輝度信号Ｙとの画像相対位置のずれが補正される。
【００９３】その後、補正後の信号ＣＲｒ，ＣＢｒと輝
度信号ＹによってＲＧＢ画像信号が作成され、さらに信
号処理部１８において、ＪＰＥＧ圧縮等の圧縮処理が行
われた後、メモリ６から出力され、ステップＳ２０で、
記録装置７に記録される。
【００９４】ここで、ＣＲｒ，ＣＢｂ，Ｙ信号からＲＧ
Ｂ画像への変換は次式で行われる。
【００９５】Ｒ＝Ｙ＋ＣＲｒ Ｂ＝Ｙ＋ＣＲｂ Ｇ＝（Ｙ−０．３Ｒ−０．１１Ｂ）／０．５９
【００９６】以上のように、高精細撮像モードでは、完
全な合焦状態で輝度信号を生成し、合焦点からモアレが
出ない程度にデフォーカスした状態で色信号を生成し、
両者の位置ずれを補正して出力するようにしたので、色
モアレのない高精細、高画質のカラー画像を得ることが
可能になる。
【００９７】尚、上述の高精細撮影モードでは、輝度信
号生成のための第１の撮像と、色信号生成時の第２の撮
像は、絞り値を固定して、電子シャッターあるいは、メ
カニカルシャッターによって露出制御を行う（絞り優先
の撮影となる）。これは輝度信号撮像時と色信号撮像時
で、焦点を所定量デフォーカスさせるためで、絞り値が
変化すると、敏感度が変化し、同じデフォーカス量を得
るためのデフォーカス量が変化してしまうからである。
これらの処理もコントローラ１７の制御プログラムによ
って制御される。
【００９８】次に本発明の特徴の１つをなすデフォーカ
ス量決定手段の構成について説明する。図３（ａ）は本
実施形態における電子カメラの撮像レンズ光学系の構成
を示す図であり、ピントを合わせるには、同図中のフォ
ーカスレンズ群のレンズを動かすことで実現する。
【００９９】また図３（ｂ）は撮像素子の画素に貼り付
けられている色フィルタの配列を示した図である。一般
に、ナイキストの定理により、サンプリング周波数Ｎの
１／２より高い周波数の被写体は、折り返しとなって低
周波信号に発生する。
【０１００】通常これを防ぐために、撮像素子の前にＮ
／２より高い周波数をカットするフィルタ（光学ローパ
スフィルタと称される）を配置している。
【０１０１】例えば図３（ｂ）のような色フィルタ配列
の場合、同じ色の画素が１画素おきにあるため、２画素
をぼかすようなフィルタを用いる。しかしその反面、必
然的に解像度の低下を招く。
【０１０２】本発明は、光学ローパスフィルタを使用せ
ず、合焦状態で高精細に輝度信号を生成するとともに、
色フィルタによる輝度段差を除去する手段を施すことに
より、結果として高精細でかつ輝度レベルのむらのない
輝度信号を生成する。
【０１０３】輝度段差除去の手法としては、後述するよ
うに、輝度段差の発生する周波数をカットするフィルタ
をかける手法や、第２の撮像信号から得た色信号を参照
し、色のついた領域にのみフィルタをかける手法や、ま
わりの画素を参照してフィルタをかけるなどの手法を用
いる。
【０１０４】一方、色信号は、色モアレが発生しない程
度に焦点をぼかすことによって撮影する。図４は、図３
（ａ）における撮像レンズ光学系のフォーカシングの動
作を説明するための図である。
【０１０５】同図（ａ）は合焦状態、同図（ｂ）はメイ
ン被写体によりピントを前に合わせる前ピン状態、同図
（ｃ）は後ピン状態をそれぞれ示すものである。
【０１０６】ここで、撮像素子２の撮像面上における許
容最小錯乱円径をδとし、撮像素子２の画素ピッチΔｐ
とすると、 δ＝Δｐ と設定し、撮像面での像のボケ量がΔｙが Δｙ≦δ の時に合焦状態と定義すると、モアレが発生しない程度
のディフォーカス量は、先に述べたように図４（ｂ）の
ような色フィルタ配列の場合、撮像面のボケ量Δｙは、 Δｙ＝δ×２ となるように、合焦位置からフォーカスレンズをΔｘ程
度動かせば実現可能となる。
【０１０７】またΔｘを大きくすればより像はぼける
が、ぼかし量を大きくすればそれに伴い、撮像面におけ
る像のボケ量Δｙは大きくなり、輝度信号Ｙと合成時
に、色にじみが発生し大幅に画質を劣化させてしまう。
【０１０８】またボケ量Δｙは像高によって異なるが、
像高約７割の値を用いてデフォーカス量を決定すると良
い結果が出る。
【０１０９】そして、本実施形態では、レンズ駆動テー
ブルとして、撮像素子の画素ピッチとレンズのＦ値すな
わち深度の情報によって、このようなデフォーカス量決
定の手法によって決めたデフォーカス量Δｘを保持する
ことで、撮影時に最適なディフォーカス量Δｘが迅速か
つ正確に決定できる。
【０１１０】またズームレンズの場合にも、ある倍率で
予め決定されたデフォーカス量Δｘとズーム倍率Ｚに応
じた焦点距離の敏感度とを用い、その倍率に適したデフ
ォーカス量Δｘ’を決定することができる。
【０１１１】以下、本実施形態における輝度段差除去法
について説明する。
【０１１２】撮像素子のサンプリング周波数をＮとした
ときに、ナイキストの定理より、原画像の信号帯域をＮ
／２以下の周波数に落とさないと、折り返し歪みが発生
する。
【０１１３】本実施形態におけるカメラは、原画像の帯
域を落とす光学ローパスフィルタを用いず、かつ、図３
（ｂ）のような色フィルタを装着しているため、輝度信
号には輝度成分の折り返しと共に色フィルタのゲイン差
による輝度レベルの段差が発生し、色信号には折り返し
が発生する。
【０１１４】色信号は、上述したように、ぼかして撮影
することにより、空間周波数を落とし、色モアレの発生
を防いでいる。
【０１１５】輝度信号は、合焦状態で撮影するために、
輝度モアレ、色フィルタによる輝度段差の両方が発生す
る。撮像素子の画素数が増えて来ると、前者はあまり気
にならないが、後者は依然として画質に悪影響を及ぼ
す。そこで輝度段差を除去する方法を以下に具体的に説
明する。
【０１１６】（輝度段差除去法１）撮像素子から得られ
たデジタル化された第１の信号に、図５のような特性を
持つローパスフィルタをけることによって解決する。こ
れは例えば以下のような７タップの１次元デジタルフィ
ルタを水平、垂直の両方向にかけることを行う。（１，
−３，５，１８，５，−３，１）／２４
【０１１７】ローパスフィルタをかけることで、若干の
解像度低下は免れないが、簡単な演算で効果がある。ま
た本実施形態では１次元のフィルタを用いたが、２次元
フィルタを用いても何等支障はなく、使用可能である。
【０１１８】（輝度段差除去法２（a)）色信号は、モア
レの出ない程度に像をぼかし撮影した画像信号から作成
しているが、ぼかし過ぎによる色にじみの発生を防止す
るため、過度のぼかしを行わないようにする方法を取る
ことができる。
【０１１９】すなわち予め最適なディフォーカス量（撮
像素子面でのボケ量が錯乱円径の約２倍）をテーブルと
して持っておくため、第２の撮像信号すなわち色信号
は、光学ローパスフィルタを入れて合焦状態で撮影した
画像とあまり遜色のない画像信号が得られる。
【０１２０】輝度段差は、色のついた領域に発生するこ
とから、第１の撮像信号と同位置にある第２の撮像信号
から作られた色信号を参照し、色がついている画素の
み、フィルタリングや各色のゲインの調整を行う。
【０１２１】図６は、第１の撮像信号と同位置にある第
２の撮像信号を参照し、色がついているときのみフィル
タをかける処理を示すフローチャートである。フィルタ
には同図に示すような１次元フィルタを用いる。 （１）着目画素Ｐ０と周辺画素Ｐ１〜Ｐ４を決定する。 （２）着目画素の前後数画素（本実施例では前後１画
素）を参照し、次の２つの条件を満たすときにフィルタ
をかける。 色差信号値が予め設定している値（ｋＲＹ，ｋＢＹ）
より大きい（色領域） 周辺画素Ｐ２とＰ３の差が所定値ｋＹ以下（エッジ判
別） （３）この処理を水平、垂直両方向に実施する。
【０１２２】（輝度段差除去法２（b)）図７は、第１の
撮像信号と同位置に第２の撮像信号を参照し、色がつい
ている時のみ画素のゲインを調整する処理のフローチャ
ートである。 （１）着目画素Ｐ０とその周辺画素Ｐ１〜Ｐ５を決定す
る。 （２）以下の条件を満たすときに、着目画素の値をＰ０
〜Ｐ３の４画素平均値とする。 色差信号Ｐ０からＰ３が予め設定している値（ｋＲ
Ｙ，ｋＢＹ）より大きい（色領域） （Ｐ１，Ｐ４）（Ｐ２，Ｐ５）の信号でエッジ判別を
行いエッジでない場合（エッジ判別）
【０１２３】輝度段差除去法１に比べ、色のついた平坦
部のみフィルタをかけるので、解像度の劣化を生じさせ
ない。
【０１２４】（輝度段差除去３）着目画素の周辺で同色
フィルタ上の画素の値を比較し、それらの値が同じなら
平坦部とし、周辺の異なる色フィルタの出力値との間で
補正をかける。
【０１２５】図８は本処理のフローチャートである。 （１）着目画素Ｐ０と同じ色フィルタの周辺画素Ｐ１〜
Ｐ４及びＰ０の周辺画素Ｐ５〜Ｐ７を決定する。 （２）Ｐ０からＰ４のそれぞれの画素値の差の絶対値を
とり、その値が予め決められた値より全て小さい場合、
平坦部と判別する。 （３）平坦部と判別された場合、Ｐ０，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ
７の４画素の平均値を着目画素の輝度レベルＹ〈０〉の
値とする。 （４）全ての画素において（１）から（３）の処理を繰
り返す。
【０１２６】この方式によると、若干、演算に負荷が生
じるが、輝度段差除去法１に比べ、解像度が上がり、輝
度段差除去法２のように色信号を参照しないため処理の
ために必要なメモリ容量を軽減できる。
【０１２７】（位置ずれ検出／補正手段）次に第１の撮
像によって得た輝度信号と、第２の撮像で得た色（色
差）信号の相対的な位置ずれの検出及び補正する処理に
ついて説明する。
【０１２８】本発明における撮像装置では、第１の撮像
信号から輝度信号を作成、第２の撮像信号から色信号を
作成している。
【０１２９】この場合、第１の撮像信号と第２の撮像信
号は、撮影のタイムラグがあるため、手持ち撮影を行う
と画像位置がずれてしまう場合がある。またレンズをデ
フォーカスする機構の駆動ムラ、がた、誤差等で画像位
置がずれる場合がある。
【０１３０】そこで、これらの要因による画像の位置ず
れを補正するために、位置ずれ検出／補正手段を設けて
いる。
【０１３１】図９は本実施形態の位置ずれ検出法の概念
を示した図である。 （１）第１の撮像信号の任意の領域（Ａ），第２の撮像
信号から以下の式を用いてＹ信号を作成し領域（Ａ）と
同座標の領域（Ｂ）を抽出する。 Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ （２）図のように、（Ａ）と（Ｂ）をｘ軸、ｙ軸方向に
任意に＋−数画素ずらし、重なった領域の互いの輝度信
号の差の絶対値の和を求める。 （３）（２）で求めた差の絶対値の和が最小となった時
のｘ値、ｙ値をずれ量とする。このように、２画素間の
輝度の差をとることで位置ずれ量を検出する。
【０１３２】これらの処理は、主に図１の位置ずれ補正
部１９によって実行される。
【０１３３】以上、本発明における実施形態１によれ
ば、光学ローパスフィルタなしで、合焦状態で第１の撮
像信号を得、非合焦状態で第２の撮像信号を得、第１の
撮像信号から輝度信号、第２の撮像信号から色信号を作
成することで解像度の良い画像が得られる。
【０１３４】またぼかす量として、撮像素子の画素ピッ
チとレンズのＦ値によって最適なデフォーカス量Δｘを
保持するレンズ駆動テーブルを備えることで、輝度信号
との合成時に色にじみのない、画質の良好な合成画像が
得られる。
【０１３５】また、輝度信号作成時に、色フィルタによ
る輝度段差を除去する手段として、第１の撮像信号に輝
度段差の発生する周波数をカットするフィルタをかける
手法や、第２の撮像信号を参照し色のついた領域にのみ
フィルタをかけたり、色毎にゲインをかけて段差を除去
する手法や、第１の撮像信号において着目画素の周辺画
素を参照し、平坦部かエッジかを判別し、平坦部にフィ
ルタをかけたりゲインを調整する等の手法を用いる。
【０１３６】これにより、高解像度で、かつ輝度段差の
ない輝度信号が作成できる。
【０１３７】（第２の実施形態）図１０は、本発明の第
２の実施形態のデジタルカメラのブロック図、図１１
は、第２の実施形態の撮像動作のフローチャートであ
る。第１の実施形態と異なる点は、本発明では、第１の
撮影で合焦状態で撮影し、圧縮しないか、圧縮するとし
ても低い圧縮率で第１の撮像信号として記録装置７に記
録し、第２の撮影でモアレの出ない程度に焦点をぼかし
て撮影し信号処理部１０において、ＪＰＥＧ等の圧縮処
理を行い第２の撮像信号として記録装置７に記録する。
【０１３８】その後、パーソナルコンピュータ３０上で
第１の撮像信号から輝度信号Ｙを作成し、第２の撮像信
号からＣＲ，ＣＢ信号を作成し、Ｙを参照しながらＣ
Ｒ，ＣＢ信号位置補正しＣＲｒ，ＣＢｒ信号を作成、
Ｙ、ＣＲｒ、ＣＢｒ信号からＲＧＢ画像信号を作成す
る。
【０１３９】尚、本実施形態では、パーソナルコンピュ
ータに取り込む画像情報を、記録装置７から得ている
が、メモリ６から直接取り込んでもよい。
【０１４０】図１０及び図１１を用いて説明する。ステ
ップＳ１０１〜Ｓ１０８，Ｓ１２３の処理を実行する通
常撮影モードは、第１の実施形態と同じであるため、説
明を省略し高精細撮影モードについて説明する。
【０１４１】ステップＳ１０１で高精細撮像モードが選
択されると、ステップＳ１０９で光学ローパスフィルタ
３を光路外へと退避させる。
【０１４２】ステップＳ１１０でシャッターレリーズボ
タンが半押しされたことにより、プリ撮影動作を行い、
ＡＥ（露出調整）、ＡＦ（焦点調整）が行われる（ステ
ップＳ１１１〜Ｓ１１３）。動作は第１の実施形態と同
様であり、説明を省略する。またぼかした画像を得るた
めの手法も第１の実施形態と同様である（ステップＳ１
１４）。
【０１４３】ステップＳ１１５でシャッターレリーズボ
タンが２段目まで押圧されると、まずプリ撮影で決定し
た絞り値Ｆ、シャッタースピード、合焦位置において、
第１の撮像が行われる（ステップＳ１１６）。
【０１４４】撮像素子の電荷が蓄積され、垂直、水平方
向に電荷の転送が行われ、Ａ／Ｄ変換部において、デジ
タル信号に変換される。
【０１４５】撮像素子における電荷転送と並行して、第
２の撮影のためにディフォーカス量決定手段からのディ
フォーカス量でレンズを駆動する（ステップＳ１１
７）。
【０１４６】またステップＳ１１７の処理と並行して、
電荷転送、Ａ／Ｄ変換後の第１の撮像信号は記録装置７
において、記録装置７の外部記録媒体等に記録される
（ステップＳ１２２）。
【０１４７】続いて撮像素子４上の全ての画素の電荷が
転送された後、ステップＳ１１８で第２の撮影が行わ
れ、撮像素子からの第２の画像信号はメモリ６に記録さ
れる。
【０１４８】ステップＳ１１９で、メモリ６に記憶され
た第２の画像信号は、信号処理部１８に送られ、信号処
理がおこなわれ、更にＪＰＥＧ等の圧縮処理が行われ
る。
【０１４９】そして、ステップＳ１２０で、記録装置７
へと供給され、前記第１の撮像信号とペアで第２の撮像
信号として記録される。
【０１５０】ステップＳ１２１の処理は、記録装置７に
記録された第１及び第２の撮像信号をパーソナルコンピ
ュータ３０等に読み出し、パソコン画面上で合成する際
の処理を示す。
【０１５１】前記１対の第１の撮像信号と第２の撮像信
号はコンピュータで再生される時に、第１の撮像信号か
ら第１の実施形態と同様の方法で輝度信号Ｙを作成し、
第２の撮像信号からＣＲ，ＣＢ信号を作成し、Ｙを参照
しながらＣＲ，ＣＢ信号の位置補正を行い、ＣＲｒ，Ｃ
Ｂｒ信号を作成、Ｙ，ＣＲｒ，ＣＢｒ信号からＲＧＢ画
像信号を作成し、１枚の画像信号となる。また輝度段差
の補正も同時に行われる。
【０１５２】以上、本実施形態では、輝度信号用の第１
の撮像信号は非圧縮あるいは低圧縮で記録し、色信号用
の第２の撮像信号はＪＰＥＧ等の圧縮処理を行って記録
することにより、記録媒体の使用量を減らすことが可能
となる。
【０１５３】特に輝度信号には、高周波成分が含まれる
ために圧縮は行わない事で、解像感の良い画像信号を作
成できる。
【０１５４】また色信号をぼかして撮影してあり、且つ
色信号の帯域は少ないことを利用して、圧縮率を高める
ことが可能となる。
【０１５５】また非圧縮の第１の撮像信号と圧縮された
第２の撮像信号をペアで記録し、外部のコンピュータで
合成の演算を行うので、カメラ側に余分な信号処理回路
を搭載する必要がない。
【０１５６】
【発明の効果】以上述べたように、本願における請求項
１に記載の発明によれば、合焦状態で撮像した第１の撮
像信号に基づいて輝度信号を生成するとともに、合焦状
態から所定量デフォーカスされた状態で撮像された前記
第２の撮像信号に基づいて色信号を生成するようにした
ので、輝度信号は撮像素子の画素数を生かして高精細の
撮像を行い、色信号は、所定量デフォーカスすることに
より、光学ローパスフィルタがなくても色モアレのない
撮像を行うことができ、これらの信号を合成することに
より、高精細で色モアレのない品位の良好な画像を得る
ことが可能となる。
【０１５７】本願における請求項２，３に記載の発明に
よれば、レンズの絞り値に対応したレンズのデフォーカ
ス量を記憶したレンズ駆動テーブルを備え、このレンズ
駆動テーブルより読み出したデフォーカス量に基づいて
レンズの合焦状態からのデフォーカス量を演算するよう
にしたので、色モアレを防止するためのレンズのデフォ
ーカス量を正確、高速かつ簡単に演算することができ、
シャッターチャンスを逃すことなく、高画質の画像を撮
像することができる。
【０１５８】本願における請求項４、６に記載の発明に
よれば、前記レンズの絞りは、第１の撮像信号と第２の
撮像信号の撮像中、予め決められた絞り値よりも開かな
いように構成したので、輝度信号生成用の撮像と色信号
生成用の撮像との間で、撮影条件の変化を防止でき、高
精細の輝度信号撮像時に対して、色信号撮像時のデフォ
ーカス量を正確に設定することができ、高画質の撮像が
可能となる。
【０１５９】本願における請求項５に記載の発明によれ
ば、解像度を必要以上に低下させることがなく、色モア
レを確実に防止することのできるとともに、デフォーカ
ス量を高精度に、かつ最適値に設定することができる。
これにより過度のぼかしによるボケ像の拡大により、輝
度信号と合成時に色にじみの発生を防ぐことも可能とな
る。
【０１６０】本願における請求項７に記載の発明によれ
ば、レンズをデフォーカスさせる際に前ピン側に変位さ
せるようにしたので、被写体野市部に合焦してぼけが得
られないような不都合を防止でき、確実にデフォーカス
させることができる。
【０１６１】本願における請求項８に記載の発明によれ
ば、輝度信号のように高精細を要する信号に対しては圧
縮による画質劣化を防止し、かつ色信号のように帯域が
狭く圧縮による劣化のない信号に対しては、圧縮を行っ
てメモリの使用量を節約して効率化を図ることができ
る。
【０１６２】本願における請求項９に記載の発明によれ
ば、前記第１の撮像信号と前記第２の撮像信号との間の
画像の位置ずれを検出して、補正してから合成するよう
にしたので、色ずれのない高画質で品位の良好な画像を
得ることができる。
【０１６３】本願における請求項１０，１１，１２に記
載の発明によれば、請求項１において、輝度信号レベル
の段差を補正する輝度段差補正手段を備えたので、色フ
ィルタによる輝度段差を補正することができ、輝度ムラ
のない、かつ劣化のない高精細で良好な画質を得ること
ができる。
【０１６４】本願における請求項１３，１４に記載の発
明によれば、前記第１の撮像と第２の撮像との間のタイ
ムラグを最小とすることができ、輝度信号と色信号との
間のずれ、被写体の変位等を最小にすることができ、高
精細な撮像を行うことが可能となる。
【０１６５】本願における請求項１５、１６に記載の発
明によれば、光学ローパスフィルタを用いた通常の撮影
と、光学ローパスフィルタを退避させた高精細撮影とを
選択可能としたので、撮影条件、撮影対象に応じてこれ
らを使いわけることができ、種々の撮影状態に対応が可
能であるとともに、その撮影状態に応じて撮影モードの
最適化を図ることができる。
【０１６６】本願における請求項１７に記載の発明によ
れば、第１の撮像信号に基づいて輝度信号を生成すると
ともに、合焦状態から所定量デフォーカスされた状態で
撮像された前記第２の撮像信号に基づいて色信号を生成
するようにしたので、輝度信号は撮像素子の画素数を生
かして高精細の撮像を行い、色信号は、所定量デフォー
カスすることにより、色モアレのない撮像を行うことが
でき、これらの信号を合成することにより、高精細で色
モアレのない品位の良好な画像を得ることが可能とな
る。
【０１６７】また第１の撮像信号と第２の撮像信号の撮
像中、絞り値を固定したので、輝度信号生成用の撮像と
色信号生成用の撮像との間で、撮影条件の変化を防止で
き、高精細の輝度信号撮像時に対して、色信号撮像時の
デフォーカス量を正確に設定することができ、高画質の
撮像が可能となる。
【０１６８】本願における請求項１８に記載の発明によ
れば、第１の撮像信号に基づいて輝度信号を生成すると
ともに、合焦状態から所定量デフォーカスされた状態で
撮像された前記第２の撮像信号に基づいて色信号を生成
するようにしたので、輝度信号は撮像素子の画素数を生
かして高精細の撮像を行い、色信号は、所定量デフォー
カスすることにより、色モアレのない撮像を行うことが
でき、これらの信号を合成することにより、高精細で色
モアレのない品位の良好な画像を得ることが可能とな
る。
【０１６９】また特に輝度信号と色信号との間のずれを
確実に補正することができ、高画質で色ずれのない良好
な画像を得ることができる。
【０１７０】本願における請求項１９，２０に記載の発
明によれば、レンズの絞り値に対応したレンズのデフォ
ーカス量を記憶したレンズ駆動テーブルを備え、このレ
ンズ駆動テーブルより読み出したデフォーカス量に基づ
いてレンズの合焦状態からのデフォーカス量を演算する
ようにしたので、色モアレを防止するためのレンズのデ
フォーカス量を正確、高速かつ簡単に演算することがで
き、シャッターチャンスを逃すことなく、高画質の画像
を撮像することができる。
【０１７１】本願における請求項２１に記載の発明によ
れば、解像度を必要以上に低下させることがなく、色モ
アレを確実に防止することのできるデフォーカス量を高
精度に、かつ最適値に設定することができる。
【０１７２】本願における請求項２２に記載の発明によ
れば、輝度信号のように高精細を要する信号に対しては
圧縮による画質劣化を防止し、かつ色信号のように帯域
が狭く圧縮による劣化のない信号に対しては、圧縮を行
ってメモリの効率化を図ることができる。
【０１７３】本願における請求項２３，２４に記載の発
明によれば、請求項１において、輝度信号レベルの段差
を補正する輝度段差補正手段を備えたので、色フィルタ
による輝度段差を補正することができ、輝度ムラのな
い、かつ劣化のない高精細で良好な画質を得ることがで
きる。
【０１７４】本願における請求項２５に記載の発明によ
れば、前記第１の撮像と第２の撮像との間のタイムラグ
を最小とすることができ、輝度信号と色信号との間のず
れ、被写体の変位等を最小にすることができ、高精細な
撮像を行うことが可能となる。
【０１７５】本願における請求項２６に記載の発明によ
れば、光学ローパスフィルタを用いた通常の撮影と、光
学ローパスフィルタを退避させた高精細撮影とを選択可
能としたので、撮影条件、撮影対象に応じてこれらを使
いわけることができ、種々の撮影状態に対応が可能であ
るとともに、その撮影状態に応じて撮影モードの最適化
を図ることができる。
【０１７６】また本願における請求項２７に記載の発明
によれば、輝度信号と色信号を対応させて記録すること
により、外部コンピュータ等において合成信号処理を行
うことができ、カメラ側に余分な信号処理回路を設ける
必要がなくなり、カメラ側の構成を簡略化することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施形態の構成を示すブ
ロック図である。
【図２】本発明における第１の実施形態の撮像処理動作
を示すフローチャートである。
【図３】撮像レンズ群及びフィルタ配列を説明するため
の図である。
【図４】フォーカス及びデフォーカス手段の構成及び動
作を説明するための図である。
【図５】輝度信号（Ｙ）用ローパスフィルタ特性を示す
図である。
【図６】輝度段差除去法（２a）の処理を示すフローチ
ャートである。
【図７】輝度段差除去法（２b）の処理を示すフローチ
ャートである。
【図８】輝度段差除去法（３）の処理を示すフローチャ
ートである。
【図９】本発明における位置ずれ検出法を説明するため
の図である。
【図１０】本発明における第１の実施形態の構成を示す
ブロック図である。
【図１１】本発明における第２の実施形態の撮像処理動
作を示すフローチャートである。
【図１２】従来のデジタルカメラの構成を示すブロック
図である。
【図１３】汎用の色フィルタ配列を示す図である。
【符号の説明】
１ 撮像レンズ光学系 ２ 絞り ３ 光学ローパスフィルタ ４ 撮像素子 ６ メモリ ７ 記録装置（記録媒体） １１ 撮像素子駆動部 １２ ＡＥ信号処理回路 １３ ＡＦ信号処理回路 １４ ＡＦ制御回路 １５ レンズ駆動テーブル １６ デフォーカス量演算部 １７ コントローラ １８ 信号処理部 １９ 位置ずれ検出／補正部 ２０ モード切換スイッチ ２１ シャッターレリーズスイッチ ３０ パーソナルコンピュータ

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像を撮像して撮像信号を出力する撮像
    手段と、 合焦状態で第１の撮像を行って第１の撮像信号を得、前
    記合焦状態より所定量のデフォーカスされた状態で第２
    の撮像を行って第２の撮像信号を得る制御手段と、 前記第１の撮像信号に基づいて輝度信号を生成するとと
    もに、前記第２の撮像信号に基づいて色信号を生成する
    信号処理手段と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、 前記デフォーカス量を設定するデフォーカス量設定手段
    を備え、該デフォーカス量設定手段は、レンズの絞り値
    に対応したレンズのデフォーカス量を記憶したレンズ駆
    動テーブルを備え、前記レンズ駆動テーブルより読み出
    したデフォーカス量に基づいて前記レンズを前記合焦状
    態からデフォーカスさせるように構成されていることを
    特徴とする撮像装置。
  3. 【請求項３】 請求項２において、 前記デフォーカス量設定手段は、前記レンズ駆動テーブ
    ルより読み出したデフォーカス量と、さらにズーム倍率
    に基づいて前記レンズを前記合焦状態からデフォーカス
    させるように構成されていることを特徴とする撮像装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項３において、 前記レンズの絞りは、前記第１の撮像信号と前記第２の
    撮像信号の撮像中、予め決められた絞り値よりも開かな
    いように構成されていることを特徴とする撮像装置。
  5. 【請求項５】 請求項１、２または３において、 前記デフォーカス量は、結像面上における像のぼけ量が
    許容錯乱円径の約２倍になる量に設定されていることを
    特徴とする撮像装置。
  6. 【請求項６】 請求項５において、 前記第１、第２の撮像信号の撮影時には、絞りを固定
    し、前記撮像手段の蓄積時間を制御する電子シャッター
    あるいは機械的に入射光量を制御するメカニカルシャッ
    ターによって、露出制御を行うように構成したことを特
    徴とする撮像装置。
  7. 【請求項７】 請求項２において、 前記第２の撮像信号を得る場合には、前記レンズ位置
    を、前記第１の撮像信号を得たときの前記レンズ位置よ
    り、前ピン側にデフォーカスさせることを特徴とする撮
    像装置。
  8. 【請求項８】 請求項１において、 さらに撮像信号を記憶する記録媒体を備え、前記信号処
    理手段は、前記第１の撮像信号は、圧縮せず、または低
    圧縮率で圧縮して前記記録媒体に記録し、前記第２の撮
    像信号は前記第１の撮像信号より高圧縮率で圧縮して前
    記記録媒体に記録するように構成したことを特徴とする
    撮像装置。
  9. 【請求項９】 請求項１において、 前記第１の撮像信号と前記第２の撮像信号との間の画像
    の位置ずれを検出するとともに、該検出された前記位置
    ずれを補正して合成するための位置ずれ検出手段の出力
    に応じて、前記位置ずれを補正する位置ずれ補正手段を
    備えたことを特徴とする撮像手段。
  10. 【請求項１０】 請求項１において、 輝度信号レベルの段差を補正する輝度段差補正手段を備
    えていることを特徴とする撮像装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０において、 前記輝度段差補正手段は、前記輝度段差をフィルタリン
    グによって除去するフィルタ手段と、エッジ判別手段と
    を備え、前記エッジ判別手段によってエッジと判別され
    た領域については、前記フィルタ手段によるフィルタリ
    ングを行わないように構成されていることを特徴とする
    撮像装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１０において、 前記輝度段差補正手段は、前記輝度段差を画素平均演算
    によって除去する画素平均手段と、エッジ判別手段とを
    備え、前記エッジ判別手段によってエッジと判別された
    領域については、前記画素平均手段による画素平均演算
    を行わないように構成されていることを特徴とする撮像
    装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１において、 前記第２の撮像のための前記デフォーカス処理は、前記
    第１の撮像により蓄積された電荷の転送期間中に実行さ
    れるように構成されていることを特徴とする撮像装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１または１３において、 前記第１の撮像と前記第２の撮像は、１回のレリーズ動
    作に応じて順次行われるように構成されていることを特
    徴とする撮像装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１において、 前記撮像手段に対する入射光路内に着脱可能な光学ロー
    パスフィルタと、 前記ローパスフィルタを前記光路内から退避させた状態
    で前記第１の撮像及び第２の撮像を行う第１の撮影モー
    ドと、前記光学ローパスフィルタを前記光路内へと挿入
    して撮像動作を行う第２の撮影モードとを選択的に切り
    換えるモード切換手段と、を備えたことを特徴とする撮
    像装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１５において、 前記第１の撮影モードにおいては絞り優先で撮影を行
    い、前記第２の撮影モードにおいてはシャッタースピー
    ド優先の撮影を行うように構成されていることを特徴と
    する撮像装置。
  17. 【請求項１７】 互いに所定量のデフォーカスされた状
    態で撮像された第１の撮像信号及び第２の撮像信号を入
    力する手段と、 前記第１の撮像信号より輝度信号を生成する輝度信号生
    成手段と、 前記第２の撮像信号より色信号を生成する色信号生成手
    段と、 前記第１の撮像信号と前記第２の撮像信号を撮像する
    間、絞りを固定し、絞り優先撮影を行う制御手段と、を
    備えたことを特徴とする撮像装置。
  18. 【請求項１８】 互いに所定量のデフォーカスされた状
    態で撮像された第１の撮像信号及び第２の撮像信号を入
    力する手段と、 前記第１の撮像信号より輝度信号を生成する輝度信号生
    成手段と、 前記輝度信号のレベルの段差を補正する輝度段差補正手
    段と、 前記第２の撮像信号より色信号を生成する色信号生成手
    段と、 前記輝度段差を補正された輝度信号と前記色信号との間
    の相対的な位置ずれを補正する位置ずれ補正手段と、 前記位置ずれ補正手段によって、前記位置ずれを補正さ
    れた輝度信号と色信号を出力する出力手段と、を備えた
    ことを特徴とする画像処理装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１７または１８において、 前記デフォーカス量を設定するデフォーカス量設定手段
    を備え、該デフォーカス量設定手段は、レンズの絞り値
    に対応したレンズのデフォーカス量を記憶したレンズ駆
    動テーブルを備え、前記レンズ駆動テーブルより読み出
    したデフォーカス量に基づいて前記レンズを前記合焦状
    態からデフォーカスさせるように構成されていることを
    特徴とする撮像装置または画像処理装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１９において、 前記デフォーカス量設定手段は、前記レンズ駆動テーブ
    ルより読み出したデフォーカス量と、さらにズーム倍率
    に基づいて前記レンズを前記合焦状態からデフォーカス
    させるように構成されていることを特徴とする撮像装置
    または画像処理装置。
  21. 【請求項２１】 請求項２０において、 前記デフォーカス量は、結像面上における像のぼけ量が
    許容錯乱円径の約２倍になる量に設定されていることを
    特徴とする画像処理装置。
  22. 【請求項２２】 請求項１７または１８において、 さらに撮像信号を記憶する記録媒体を備え、前記信号処
    理手段は、前記第１の撮像信号は、圧縮せず、または低
    圧縮率で圧縮して前記記録媒体に記録し、前記第２の撮
    像信号は前記第１の撮像信号より高圧縮率で圧縮して前
    記記録媒体に記録するように構成したことを特徴とする
    撮像装置または画像処理装置。
  23. 【請求項２３】 請求項１８において、 前記輝度段差補正手段は、前記輝度段差をフィルタリン
    グによって除去するフィルタ手段と、エッジ判別手段と
    を備え、前記エッジ判別手段によってエッジと判別され
    た領域については、前記フィルタ手段によるフィルタリ
    ングを行わないように構成されていることを特徴とする
    画像処理装置。
  24. 【請求項２４】 請求項１８において、 前記輝度段差補正手段は、前記輝度段差を画素平均演算
    によって除去する画素平均手段と、エッジ判別手段とを
    備え、前記エッジ判別手段によってエッジと判別された
    領域については、前記画素平均手段による画素平均演算
    を行わないように構成されていることを特徴とする画像
    処理装置。
  25. 【請求項２５】 請求項１７において、 前記制御手段は、前記第１の撮像により蓄積された電荷
    の転送期間中に、前記第２の撮影のためのデフォーカス
    処理を行うように構成されていることを特徴とする撮像
    装置。
  26. 【請求項２６】 請求項１７において、 前記撮像手段に対する入射光路内に着脱可能な光学ロー
    パスフィルタと、 前記ローパスフィルタを前記光路内から退避させた状態
    で前記第１の撮像信号及び第２の撮像信号を撮像する第
    １の撮影モードと、前記光学ローパスフィルタを前記光
    路内へと挿入して撮像動作を行う第２の撮影モードとを
    選択的に切り換えるモード切換手段と、を備えたことを
    特徴とする撮像装置。
  27. 【請求項２７】 請求項１において、 前記第１の撮像信号は非圧縮で、前記第２の信号は圧縮
    して外部接続されたコンピュータへと出力する信号処理
    手段を設けたことを特徴とする撮像装置。
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