(57)【要約】【課題】ピントを合わせた領域以外の領域に存在する重要な被写体についてもコントラストと解像度が高くなるようにアパーチャ補正を実行できる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、光学系を介して生成された光学画像を画像信号に変換する撮像素子と、画像信号に基づく画像において所定の特徴を含む特徴領域を抽出する抽出手段と、画像信号に基づく画像における所定の位置毎に決定されるアパーチャ補正特性に基づいてアパーチャ補正を実施するアパーチャ補正手段と、画像信号に基づく画像における特徴領域の位置に基づいてアパーチャ補正特性を決定する制御手段と、を備える。【選択図】図２
2011217363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを含み被写体の光学画像を生成する光学系と、
前記光学画像を画像信号に変換する撮像素子と、
前記フォーカスレンズを光軸方向に駆動し、前記光学画像を前記撮像素子に合焦させる合焦手段と、
前記画像信号に基づく画像において所定の特徴を含む特徴領域を抽出する抽出手段と、
前記画像信号に基づく画像における所定の位置毎に決定されるアパーチャ補正特性に基づいてアパーチャ補正を実施するアパーチャ補正手段と、
前記画像信号に基づく画像における前記特徴領域の位置に基づいて前記アパーチャ補正特性を決定する制御手段と、
を備える、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記アパーチャ補正手段は、前記画像において光学画像が合焦した領域である合焦領域の位置と、前記画像における特徴領域の位置とに基づいて前記アパーチャ補正特性を決定する、ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記画像信号に基づく画像において前記光学画像が合焦した領域である合焦領域の位置に応じて準備された複数の光学系のＭＴＦ特性を格納する記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記画像信号に基づく画像における合焦領域の位置に基づいて前記記憶手段からＭＴＦ特性を読み出し、前記特徴領域の位置と前記アパーチャ補正特性とに基づいて前記読み出したＭＴＦ特性を補正する、
ことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記画像信号に基づく画像における前記特徴領域の像高に基づいて前記アパーチャ補正特性を決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記特徴領域は人物の顔の画像を含む領域である、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
被写体の光学画像を生成する光学系を備えた交換レンズを装着可能なカメラ本体であって、
前記光学系を介して生成された光学画像を画像信号に変換する撮像素子と、
前記画像信号に基づく画像において所定の特徴を含む特徴領域を抽出する抽出手段と、
前記画像信号に基づく画像における所定の位置毎に決定されるアパーチャ補正特性に基づいてアパーチャ補正を実施するアパーチャ補正手段と、
前記画像信号に基づく画像における前記特徴領域の位置に基づいて前記アパーチャ補正特性を決定する制御手段と、
を備える、
ことを特徴とするカメラ本体。
【請求項７】
前記アパーチャ補正手段は、前記画像において光学画像が合焦した領域である合焦領域の位置と、前記画像における特徴領域の位置とに基づいて前記アパーチャ補正特性を決定する、ことを特徴とする請求項６記載のカメラ本体。
【請求項８】
前記画像信号に基づく画像において前記光学画像が合焦した領域である合焦領域の位置に応じて準備された複数の光学系のＭＴＦ特性を格納する記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記画像信号に基づく画像における合焦領域の位置に基づいて前記記憶手段からＭＴＦ特性を読み出し、前記特徴領域の位置と前記アパーチャ補正特性とに基づいて前記読み出したＭＴＦ特性を補正する、
ことを特徴とする請求項７記載のカメラ本体。
【請求項９】
前記制御手段は、前記画像信号に基づく画像における前記特徴領域の像高に基づいて前記アパーチャ補正特性を決定する、ことを特徴とする請求項６に記載のカメラ本体。
【請求項１０】
前記特徴領域は人物の顔の画像を含む領域である、ことを特徴とする請求項６に記載のカメラ本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アパーチャ補正のレベルを動的に変更することができる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤのようなイメージセンサーから得られた画像信号に対して信号値の変化（輪郭）を強調する処理としてアパーチャ補正が知られている。例えば、特許文献１には、輝度信号が低いときにアパーチャ補正を抑制する撮像信号処理装置が開示されている。輝度信号と無関係に一定のアパーチャ補正を行うと、輝度信号が低いときにアパーチャ補正が強くなりすぎて、画像に違和感が生じる場合がある。特許文献１に記載の撮像信号処理装置は輝度信号が低いときにアパーチャ補正を抑制することで、画像に違和感が生じることのないアパーチャ補正を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、撮像装置用レンズの小型化・薄型化や撮像素子の大型化・高画素化が進んでいる。また、小型化・低価格化のため、レンズ枚数の削減やプラスチックレンズの採用が進んでいる。そのため、レンズ設計の自由度が低下し、特に、画像の周辺領域において倍率色収差・像面湾曲収差・非点収差・コマ収差等の影響が大きくなる。その結果、周辺領域のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）特性、特に、高い空間周波数における解像度とコントラストは、低下する傾向にある。そのようなレンズにて、例えば、集合写真の撮影を行った場合に生じ得る問題について以下に説明する。
【０００５】
図１３は、画像の周辺領域におけるコントラストの低下を説明するための図である。図１３（ａ）は、光学系を通して被写体の画像が得られる様子を模式的に示している。画像中の枠は、ピントが画像の中央領域に存在する人物の顔に合っていることを示している。図１３（ｂ）は、空間周波数とコントラストの関係を示すグラフである。横軸は空間周波数を示し、縦軸はコントラストを示す。また、実線は画像の中央領域におけるコントラストを示し、破線は画像の周辺領域におけるコントラストを示す。画像の周辺領域におけるコントラストは、空間周波数の低域において、既に画像の中央領域におけるコントラストよりも低いが、空間周波数の高域において、さらに顕著に低下する。また、解像度は、空間周波数の高域のコントラストと密接に関連するので、同じく、空間周波数の高域において、顕著に低下する。そうすると、集合写真の撮影において、画像の周辺領域に存在する人物については、特に、高い空間周波数におけるコントラスト、解像度がともに低下してしまう。図１３（ｃ）は、フォーカスレンズと撮像素子の位置関係を示す概略図である。ピントが画像の中央領域に合っている場合、最良ピント面は撮像素子の中央において撮像面と接する位置に存在するが、撮像素子の周辺では最良ピント面とのギャップＧ１が発生する。これが、画像の周辺領域において、コントラスト、解像度が低下する大きな要因になる。
【０００６】
図１４は、画像の周辺領域におけるコントラストの低下を説明するための別の図である。図１４（ａ）は、図１３（ａ）と同様に、光学系を通して被写体の画像が得られる様子を模式的に示している。画像中の枠は、ピントが画像の周辺領域に存在する人物の顔に合っていることを示している。図１４（ｂ）は、図１３（ｂ）と同様に、空間周波数とコントラストの関係を示すグラフである。画像の中央領域におけるコントラストは、空間周波数の低域において、画像の周辺領域におけるコントラストよりも低くなる。従って、画像の中央領域の解像度も空間周波数の低域において画像の周辺領域における解像度よりも低くなる。そうすると、集合写真の撮影において、中央領域に存在する人物については、特に低い空間周波数においてコントラストと解像度がともに低下してしまう。図１４（ｃ）は、図１３（ｃ）と同様に、フォーカスレンズと撮像素子の位置関係を示す概略図である。ピントが画像の周辺領域に合っている場合、最良ピント面は撮像素子の周辺において撮像面に接するが、撮像素子の中央では最良ピント面とのギャップＧ２が発生する。これが、画像の中央領域において、コントラスト、解像度が低下する大きな要因になる。
【０００７】
画像の中央領域にピントを合わせた場合であっても、画像の周辺領域に重要な被写体が存在するときがある。集合写真の撮影においては、一般に、画像の中央領域に存在する人物も画像の周辺領域に存在する人物も等しく重要である。一方、画像の周辺領域にピントを合わせた場合であっても、画像の中央領域に重要な被写体が存在するときもあり得る。ポートレート撮影やマクロ撮影においては、画像の中央領域に存在する被写体が重要である場合が多いと考えられるが、集合写真の撮影を始めとして、画像の中央領域にも画像の周辺領域にも重要な被写体が存在する場合は多くあり得る。そのような場合には、画像の中央領域に存在する被写体も画像の周辺領域に存在する被写体も、いずれも高いコントラストと解像度で撮影したいという要望がある。従来技術（例えば特許文献１に記載の技術）では、このような問題を解決することができない。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ピントを合わせた領域以外の領域に存在する重要な被写体についてもコントラストと解像度が高くなるようにアパーチャ補正を実行できる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の態様において、フォーカスレンズを含み被写体の光学画像を生成する光学系と、光学画像を画像信号に変換する撮像素子と、フォーカスレンズを光軸方向に駆動し、光学画像を前記撮像素子に合焦させる合焦手段と、画像信号に基づく画像において所定の特徴を含む特徴領域を抽出する抽出手段と、画像信号に基づく画像における所定の位置毎に決定されるアパーチャ補正特性に基づいてアパーチャ補正を実施するアパーチャ補正手段と、画像信号に基づく画像における特徴領域の位置に基づいてアパーチャ補正特性を決定する制御手段と、を備える撮像装置が提供される。
【００１０】
第２の態様において、被写体の光学画像を生成する光学系を備えた交換レンズを装着可能なカメラ本体が提供される。カメラ本体は、光学系を介して生成された光学画像を画像信号に変換する撮像素子と、画像信号に基づく画像において所定の特徴を含む特徴領域を抽出する抽出手段と、画像信号に基づく画像における所定の位置毎に決定されるアパーチャ補正特性に基づいてアパーチャ補正を実施するアパーチャ補正手段と、画像信号に基づく画像における特徴領域の位置に基づいてアパーチャ補正特性を決定する制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像中の特徴領域の位置を考慮して、アパーチャ補正特性を決定する。このため、ピントを合わせた領域以外の領域に存在する被写体についてもコントラストと解像度が高くなるようにアパーチャ補正を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの外観図
【図２】本発明の実施の形態に係るデジタルカメラのブロック図
【図３】オートフォーカス（ＡＦ）領域の配置を説明する図
【図４Ａ】記憶部に記憶されたＭＴＦテーブルを説明する図
【図４Ｂ】記憶部に記憶されたＭＴＦテーブルを説明する図（合焦領域の像高毎に設けられたＭＴＦテーブルセットを説明）
【図５】本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの動作を示すフローチャート
【図６】像高の概念を説明する図
【図７】ＭＴＦテーブルの読み出しを説明する図（合焦領域の像高が０．７の場合）
【図８】ＭＴＦテーブルの読み出しを説明する図（合焦領域の像高が０．０の場合）
【図９】コントラストが最大になる画像の領域（合焦領域）の位置と特徴領域の位置を例示する図
【図１０】合焦領域の像高が０．７のときの、（ａ）ＭＴＦ特性を示す図、（ｂ）修正されたアパーチャ補正特性に基づき補正されたＭＴＦ特性を説明した図、（ｃ）修正されなかったアパーチャ補正特性に基づき補正されたＭＴＦ特性を説明した図
【図１１】アパーチャ補正特性の修正を説明するための図
【図１２】合焦領域の像高が０．０のときの、（ａ）ＭＴＦ特性を示す図、（ｂ）修正されたアパーチャ補正特性に基づき補正されたＭＴＦ特性を説明した図、（ｃ）修正されなかったアパーチャ補正特性に基づき補正されたＭＴＦ特性を説明した図
【図１３】画像の周辺領域におけるコントラストの低下を説明する第一の図
【図１４】画像の周辺領域におけるコントラストの低下を説明する第二の図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１
（１．外観）
図１は、本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの外観図である。図１（ａ）は正面図であり、図１（ｂ）は背面図である。
【００１４】
デジタルカメラ１００の正面には、撮像光学系１０１とフラッシュ１０２が配されている。撮像光学系１０１は、被写体光をデジタルカメラ１００内の撮像素子に結像させる。フラッシュ１０２は、暗所での撮影時において、閃光を発して撮影光量の不足を補う。デジタルカメラ１００の上面には、シャッターボタン１０３が配されている。シャッターボタン１０３を押下すると、撮像素子に結像した被写体光に基づく画像データがメモリカード等の記録媒体に記録される。
【００１５】
デジタルカメラ１００の背面には、液晶モニター１０４、モードダイヤル１０５、各種操作ボタン１０６が配されている。液晶モニター１０４には、撮像素子に結像した被写体光に基づく画像が表示される。従って、液晶モニター１０４に表示された画像を観察しながら撮影のための構図を決定することができる。また、液晶モニター１０４は、記録媒体に記録された画像データに基づく画像を表示することができる。
【００１６】
デジタルカメラ１００は種々の動作モードを有し、モードダイヤル１０５を操作することで、デジタルカメラ１００の動作モードを決定することができる。デジタルカメラ１００の動作モードには、撮影モードと再生モードがある。撮影モードは、シャッターボタン１０３を押下することにより、撮像素子に結像した被写体光に基づく画像データをメモリカード等の記録媒体に記録することができる動作モードである。撮影モードは、さらに全自動撮影モード、プログラム撮影モード、シャッター速度優先撮影モード、絞り優先撮影モード、シーン別撮影モードを有する。再生モードは、記録媒体に記録された画像データに基づく画像を液晶モニター１０４に表示することができる動作モードである。
【００１７】
各種操作ボタン１０６を操作することによって、撮影モードと再生モードにおいて詳細な設定を行うことができる。例えば、撮影モードにおいては、露出補正、ホワイトバランス調整、フラッシュ１０２の発光に関する設定、等を行うことができる。再生モードにおいては、液晶モニター１０４に表示された画像の拡大や縮小、液晶モニター１０４に同時に表示する画像の数の設定、メモリカード等の記録媒体に記録された画像データの検索等を行うことができる。
【００１８】
（２．構成）
図２は、本発明の実施の形態に係るデジタルカメラ１００のブロック図である。撮像光学系１０１は、被写体光を撮像素子であるＣＣＤイメージセンサー３０１に結像させる。撮像光学系１０１は複数のレンズ群で構成されている。本実施形態では、撮像光学系１０１は、ズームレンズ１０１ａ、絞り１０１ｂ、及びフォーカスレンズ１０１ｃを含む。
【００１９】
ＣＣＤイメージセンサー３０１は、結像した被写体光に基づく画像信号を出力する。ＡＦＥ３０２は、ＣＣＤイメージセンサー３０１の出力する画像信号を補間し、ホワイトバランス調整とガンマ補正を施して画像データに変換し、その画像データを信号処理ＬＳＩ３０５に出力する。
【００２０】
信号処理ＬＳＩ３０５は、前処理部３０５ａとＣＰＵ３０５ｂと画像処理部３０５ｃと記憶部３０５ｄによって構成されている。前処理部３０５ａは、ＡＦＥ３０２から出力された画像データをＹＣデータに変換してからバス３０３を経由してＳＤＲＡＭ３０４に格納する。
【００２１】
ＣＰＵ３０５ｂは、デジタルカメラ１００全体の制御を行う。ＣＰＵ３０５ｂは、シャッターボタン１０３、モードダイヤル１０５、各種操作ボタン１０６の操作を監視する。ＣＰＵ３０５ｂは、ズームレンズ１０１ａ、絞り１０１ｂ、フォーカスレンズ１０１ｃの動作を制御することができる。ズームレンズ１０１ａ、絞り１０１ｂ及びフォーカスレンズ１０１ｃには、それぞれを駆動するための、ステッピングモータ等のアクチュエータ２０５が設けられている。ＣＰＵ３０５ｂは、ズームレンズ１０１ａを撮像光学系１０１の光軸方向に進退させることによって、ＣＣＤイメージセンサー３０１に結像する被写体光の倍率を変化させることができる。ＣＰＵ３０５ｂは、絞り１０１ｂを動作させることによって、ＣＣＤイメージセンサー３０１に結像する被写体光の光量を調節することができる。ＣＰＵ３０５ｂは、フォーカスレンズ１０１ｃを撮像光学系１０１の光軸方向に進退させることによって、被写体光をＣＣＤイメージセンサー３０１に合焦させることができる。
【００２２】
画像処理部３０５ｃは、前処理部３０５ａによってＳＤＲＡＭ３０４に格納されたＹＣデータを液晶モニター１０４での表示に適した表示データに変換し、バス３０３を経由して液晶モニター１０４に出力する。画像処理部３０５ｃは、ＹＣデータにおける指定された領域のコントラストを求めることができる。画像処理部３０５ｃは、ＹＣデータに含まれる人物の顔の位置を検出することができる。画像処理部３０５ｃは、ＹＣデータに含まれる指定された領域、例えば、特定の色の領域や特定の形状の領域の位置を追尾することができる。
【００２３】
シャッターボタン１０３の半押しによってオートフォーカス動作が開始され、全押しによって撮影が行われる。画像処理部３０５ｃは、ＳＤＲＡＭ３０４に格納されたＹＣデータが、シャッターボタン１０３の全押しによって格納されたＹＣデータであるときは、アパーチャ補正を行って、メモリカード３０６への記録に適した圧縮データに変換し、バス３０３を経由してメモリカード３０６に記録する。
【００２４】
メモリカード３０６に記録された圧縮データは、画像処理部３０５ｃによって、液晶モニター１０４での表示に適した表示データに変換され、バス３０３を経由して液晶モニター１０４に表示される。
【００２５】
記憶部３０５ｄには、ＣＰＵ３０５ｂを動作させるためのプログラムが記憶されている。記憶部３０５ｄには、さらに、ＭＴＦテーブルが記憶されている。記憶部３０５ｄは、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。
【００２６】
信号処理ＬＳＩ３０５における、前処理部３０５ａとＣＰＵ３０５ｂと画像処理部３０５ｃと記憶部３０５ｄの機能を、複数のＬＳＩに分けて構成しても構わない。通常、ＣＭＯＳプロセスで作られる信号処理ＬＳＩにフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを混載すると製造コストが高くなる。このため、製造コストを考慮して、記憶部３０５ｄを信号処理ＬＳＩとは別のフラッシュメモリで構成しても構わない。
【００２７】
（３．動作）
（３−１．オートフォーカス動作）
本実施形態のデジタルカメラ１００のオートフォーカス動作を説明する。本実施形態のデジタルカメラ１００は、いわゆるコントラスト方式のオートフォーカス動作を行なう。画像処理部３０５ｃは、前処理部３０５ａによってＳＤＲＡＭ３０４に格納されたＹＣデータの一部または全部の画像領域からコントラストを求めることができる。具体的には、コントラスト方式のオートフォーカス動作において、ＣＰＵ３０５ｂは、フォーカスレンズ１０１ｃを撮像光学系１０１の光軸方向に進退させながら、ＹＣデータの所定の画像領域におけるコントラスト値を検出し、コントラスト値が最大となる位置にフォーカスレンズ１０１ｃの位置を制御する。
【００２８】
オートフォーカス動作は、コントラスト値が求められるＹＣデータの画像領域に応じて以下のいくつかのモードを有する。以下のモードの中から１つのモードが選択される。
【００２９】
（１）顔検出オートフォーカス
人物の顔が検出された領域のコントラストを求める。画像の中に複数の人物の顔が検出された場合は、さらに、以下のいずれかの条件を満たす領域の中から、コントラストを求める画像の領域を選択することができる。
１）人物の顔らしさの程度を示す評価値が最も高い人物の顔の領域
２）被写体距離が最も近い人物の顔の領域
３）最も大きい人物の顔の領域
４）記憶部３０５ｄに記憶された人物の顔と最も類似する人物の顔の領域
５）各種操作ボタン１０６によって選択された人物の顔の領域、人物の顔が移動すれば、コントラストを求める画像の領域も移動
【００３０】
（２）指定領域オートフォーカス
特定の色の領域や特定の形状の領域のコントラストを求める。コントラストを求める領域は、液晶モニター１０４に表示された画像を観察しながら、各種操作ボタン１０６によって指定することができる。指定された領域が移動すれば、コントラストを求める画像の領域も移動する。
【００３１】
（３）多点オートフォーカス
画像を複数の領域に分割し、それぞれの分割領域のコントラストを求める。なお、以下では、コントラストを求める画像の部分領域を「ＡＦ領域」と称す。コントラストのピーク値が最大となるＡＦ領域に合焦させる。図３は、ＡＦ領域の配置を説明する図である。図３（ａ）は、２３個のＡＦ領域を設けた場合の例を示している。なお、図３（ａ）においては、説明の便宜上、全てのＡＦ領域の枠を表示しているが、実際には、合焦したＡＦ領域の枠のみが表示される。オートフォーカス動作が完了すると、コントラストのピーク値が最大となったＡＦ領域の枠が表示される。コントラストのピーク値が最大となるＡＦ領域に合焦させたときに、コントラストが焦点深度内となるＡＦ領域が別に存在すると、コントラストのピーク値が最大となったＡＦ領域の枠に加えて、コントラストが焦点深度内となるＡＦ領域の枠も表示する。なお、各種操作ボタン１０６によって２３個のＡＦ領域のうちコントラストを求めたいＡＦ領域、すなわち、合焦させたいＡＦ領域を選択することもできる。その場合は、以下に示す一点オートフォーカスと同様の動作になる。
【００３２】
（４）一点オートフォーカス
画像の中央のＡＦ領域のコントラストを求める。図３（ｂ）は、画像の中央にＡＦ領域を設けた場合の例を示している。コントラストのピーク値の絶対値に関わらず、コントラストがピークとなるフォーカスレンズ１０１ｃの位置でもって合焦とする。被写体が暗い場合等は、コントラストのピーク値を検出できない場合がある。
【００３３】
上記のいずれのモードでオートフォーカス動作が行なわれても、コントラストが最大になる画像領域が決定される。コントラストが最大になる画像領域は、画像中の最もピントが合った領域である。以下、コントラストが最大になる画像領域を「合焦領域」と称する。
【００３４】
（３−２．ＭＴＦテーブルの構成）
本実施形態のデジタルカメラ１００で使用するＭＴＦテーブルについて説明する。ＭＴＦテーブルは記憶部３０５ｄに格納されている。図４Ａは、記憶部３０５ｄに格納された１つのＭＴＦテーブルセットの構成を説明した図である。なお、図４ＡにおいてＭＴＦテーブルに規定されるコントラスト値は省略している。
【００３５】
ＭＴＦテーブルセット２００は、低域の代表的な空間周波数（１０本／ｍｍ）に関するＭＴＦテーブルを含む低域空間周波数グループと、高域の代表的な空間周波数（３０本／ｍｍ）に関するＭＴＦテーブルを含む高域空間周波数グループとを含む。
【００３６】
低域空間周波数グループ及び高域空間周波数グループのそれぞれにおいて、ＭＴＦテーブルは、絞り１０１ｂの絞り値ごとに複数の小グループ２１１、２１２、・・・に分けられる。例えば、小グループ２１１、２２１は絞り値Ｆ２．８の小グループであり、絞り値Ｆ２．８に関するＭＴＦテーブルを含む。小グループ２１２、２２２は絞り値Ｆ４の小グループであり、小グループ２１３、２２３は絞り値Ｆ２２の小グループである。なお、絞り値Ｆ４の小グループと絞り値Ｆ２２の小グループの間に、絞り値Ｆ５．６、Ｆ８、Ｆ１１、Ｆ１６それぞれに対する小グループが存在しているが、図４Ａにおいては省略している。
【００３７】
各小グループは、像高０．０のＭＴＦテーブルと、像高０．７のＭＴＦテーブルと、像高１．０のＭＴＦテーブルとを含む。各ＭＴＦテーブルには、ズームレンズ１０１ａの位置によって決定される撮像光学系１０１の焦点距離と、フォーカスレンズ１０１ｃの位置と焦点距離によって決定される被写体距離とに基づく、コントラスト値が規定される。
【００３８】
図４Ａに示すようなＭＴＦテーブルセットは、合焦領域の位置（像高）毎に複数設けられている。図４Ａに示すＭＴＦテーブルセット２００は、合焦領域の位置（像高）が０．７のときのものである。すなわち、図４Ｂに示すように、記憶部３０５ｄは、合焦領域の位置（像高）ごとに設けられた複数のＭＴＦテーブルのセットが格納する。本実施の形態では、０．０、０．７、１．０の３つの像高の合焦領域の像高についてＭＴＦテーブルのセット２００ａ〜２００ｃが記憶されている。図４Ｂに示す像高の値（０．０、０．７、１．０）は一例であって、記憶部３０５ｄにおいて、それ以外の像高に対応するＭＴＦテーブルセットを格納しても構わない。その際、コントラストは、像高が大きくなるに従って急激に劣化する傾向があるから、像高の小さい領域よりも像高の大きい領域において密になるようにＭＴＦテーブルセットを準備することが好ましい。
【００３９】
（３−３．動作）
図５のフローチャートを参照して、本実施の形態デジタルカメラ１００の動作を説明する。
【００４０】
シャッターボタン１０３の半押しによって（Ｓ５０１）、オートフォーカス動作が開始される（Ｓ５０２）。オートフォーカス動作は、上記の（１）顔検出オートフォーカス、（２）指定領域オートフォーカス、（３）多点オートフォーカス、（４）一点オートフォーカスの中から選択されたモードによって行なわれる。いずれのモードでオートフォーカス動作が行なわれても、コントラストが最大になる画像領域すなわち画像中の最もピントが合った領域である合焦領域が決定される。
【００４１】
オートフォーカス動作終了後、ＣＰＵ３０５ｂは、オートフォーカス動作において決定された合焦領域の位置及び絞り１０１ｂの絞り値に基づいてＭＴＦテーブルを読み出す（Ｓ５０３）。
【００４２】
なお、オートフォーカス動作において決定された合焦領域の位置は、画像の中心からの距離である像高で表される。図６は像高の概念を説明する図である。図中の長方形はＣＣＤイメージセンサー３０１の撮像面を示しており、これに外接する円は、撮像光学系１０１の有効像円を示している。ＣＣＤイメージセンサー３０１の撮像面の中心において、像高は、０．０である。ＣＣＤイメージセンサー３０１の撮像面の頂点において像高は１．０である。前述のように記憶部３０５ｄには、像高０．０、０．７、１．０それぞれに対応するＭＴＦテーブルセット２００ａ〜２００ｃが格納されている。
【００４３】
例えば、オートフォーカス動作において決定された合焦領域の像高が０．７であった場合、ＣＰＵ３０５ｂは、記憶部３０５ｄから、像高０．７に対応するＭＴＦテーブルセット２００ｂを選択し、ＭＴＦテーブルセット２００ｂにおける絞り１０１ｂの絞り値に対応した小グループ内のＭＴＦテーブルを読み出す。
【００４４】
なお、合焦領域の位置が例えば像高０．８にあった場合、像高０．７に対応するＭＴＦテーブルセット２００ｂのＭＴＦテーブルと、像高１．０に対応するＭＴＦテーブルセット２００ｃのＭＴＦテーブルとから補間によって像高０．８に対応するＭＴＦテーブルを作成してもよい。または、像高０．７に対応するＭＴＦテーブルセット２００ｂのＭＴＦテーブルから近似により像高０．８に対応するＭＴＦテーブルを作成してもよい。
【００４５】
デジタルカメラ１００において、オートフォーカス動作と同時に自動露出制御が行われているため、ＣＰＵ３０５ｂは絞り１０１ｂの絞り値を認識することができる。ＣＰＵ３０５ｂは、低域空間周波数グループと高域空間周波数グループのそれぞれから、認識した絞り値に対応する小グループを読み出す。例えば、絞り１０１ｂの絞り値がＦ４であった場合、ＣＰＵ３０５ｂは、低域空間周波数グループの中から、絞り値Ｆ４に対応する小グループ２１２を読み出し、高域空間周波数グループの中から、絞り値Ｆ４に対応する小グループ２２２を読み出す。
【００４６】
ＣＰＵ３０５ｂは、以上のようにして得られた小グループに含まれる各ＭＴＦテーブルからコントラスト値を読み出す。コントラスト値の読み出しは以下のように行う。
【００４７】
ズームレンズ１０１ａの位置によって決定される撮像光学系１０１の焦点距離は、撮影する画像の画角を決めるものであるから、オートフォーカス動作が開始される前に設定されている。また、オートフォーカス動作が完了しているので、フォーカスレンズ１０１ｃの位置は確定している。従って、フォーカスレンズ１０１ｃの位置と焦点距離によって被写体距離を決定することができる。
【００４８】
ＣＰＵ３０５ｂは、合焦領域の位置（像高）に基づいて決定したＭＴＦテーブルセットにおいて、絞り１０１ｂの絞り値に基づき小グループを特定する。そして特定した小グループに含まれる、像高ごとのＭＴＦテーブルを参照し、ズームレンズ１０１ａの位置によって決定される撮像光学系１０１の焦点距離と、フォーカスレンズ１０１ｃの位置と焦点距離によって決定される被写体距離とに基づいて、像高ごとのコントラスト値を得ることができる。
【００４９】
この様子を図７に示す。図７は、合焦領域の像高が０．７である場合のＭＴＦテーブルの読み出しを説明する図である。図７（ａ）に、図４Ａに示す低域空間周波数グループの絞り値Ｆ４に対応する小グループ２１２を示し、図７（ｂ）に図４Ａに示す高域空間周波数グループの絞り値Ｆ４に対応する小グループ２２２を示している。図７（ａ）（ｂ）では、小グループ２１２、２２２において、ズームレンズ１０１ａの位置によって決定される撮像光学系１０１の焦点距離と、フォーカスレンズ１０１ｃの位置と焦点距離によって決定される被写体距離と、によって特定されるコントラスト値が記載された場所を黒塗りによって示している。
【００５０】
図７（ｃ）は、像高とコントラストの関係、すなわち、ＭＴＦ特性を示すグラフである。図７（ａ）に示す小グループ２１２から空間周波数の低域におけるＭＴＦ特性を得ることができ、図７（ｂ）に示す小グループ２２２から空間周波数の高域におけるＭＴＦ特性を得ることができる。図７（ｃ）に示すＭＴＦ特性を示すグラフにおいては、合焦領域（ピントの合った位置）の位置すなわちコントラストが最大になる画像領域の位置が、像高０．７であり、その付近のコントラストが高くなっている。
【００５１】
図８は、合焦領域の位置が像高０．０にある場合についての例を示した図である。合焦領域以外の条件は図７の場合と同じである。合焦領域の像高が異なると、読み出すＭＴＦテーブルが異なるので、図８（ａ）（ｂ）に示す小グループは、図７（ａ）（ｂ）に示す小グループと同じではない。図８（ｃ）に示すＭＴＦ特性を示すグラフにおいては、合焦領域（コントラストが最大になる画像領域）の位置が像高０．０にあるので、その付近のコントラストが高くなっている。
【００５２】
ＭＴＦテーブルの読み出し後、ＣＰＵ３０５ｂは、合焦領域以外の領域において特徴領域が検出されたか否かを画像処理部３０５ｃに問い合わせる（Ｓ５０４）。特徴領域とは、所定の特徴を含む画像の領域であり、本実施形態では、特徴領域は人物の顔を含む領域とする。画像処理部３０５ｃは人物の顔の位置を検出することができる。なお、特徴領域は、各種操作ボタン１０６を操作することによって、人物の顔を含む領域以外にも、特定の色の領域であるとか、特定の形状の領域であるとかを指定することができる。
【００５３】
図９は、コントラスト値が最大になる合焦領域の位置、すなわち、ピントの合った位置と、特徴領域の位置の位置関係の例を示す図である。図９において、”（  ）”は、ピントの合った位置を示す。
【００５４】
図９（ａ）は、ピントの合った位置（合焦領域の位置）が像高０．７にあり、特徴領域である人物の顔を含む領域が像高０．３に検出された状態を示す。この状態は、例えば、多点オートフォーカスによってピントの合った位置が像高０．７にあったが、特徴領域である人物の顔を含む領域が像高０．３に検出された場合が考えられる。
【００５５】
図９（ｂ）は、ピントの合った位置（合焦領域の位置）が像高０．０にあり、特徴領域である人物の顔を含む領域が像高０．０と像高０．７に検出された状態を示す。この状態は、例えば、顔検出オートフォーカスによって像高０．０にある人物の顔にピントが合ったが、特徴領域である他の人物の顔を含む領域が像高０．７に検出された場合が考えられる。あるいは、一点オートフォーカスによってピントの合った位置が像高０．０にあったが、特徴領域である人物の顔を含む領域が像高０．０と像高０．７に検出された場合が考えられる。
【００５６】
このように、ピントの合った位置（合焦領域の位置）と特徴領域の位置は、オートフォーカス動作のモードと設定された特徴領域の種類によって様々な位置関係が発生し得る。
【００５７】
図５に戻り、合焦領域以外の領域において特徴領域が検出されなかった場合（Ｓ５０４においてＮ）、ＣＰＵ３０５ｂはアパーチャ補正特性の修正はしない（Ｓ５０６）。この場合、画像の全体について均一にアパーチャ補正が行われる。なお、特徴領域が検出されたが特徴領域の位置とピントの合った位置（合焦領域の位置）が同じ場合も、特徴領域が検出されなかった場合と同様の処理を行う。
【００５８】
一方、合焦領域の位置以外の領域に特徴領域が検出された場合（Ｓ５０４においてＹ）、ＣＰＵ３０５ｂは、特徴領域周辺のＭＴＦ特性が改善するようにアパーチャ補正特性の修正を行なう（Ｓ５０５）。アパーチャ補正特性とは、像高とアパーチャ補正の強度の関係をいう。特徴領域周辺のＭＴＦ特性の改善とは、特徴領域の位置（像高）付近において、アパーチャ補正特性の強度を高めることをいう。アパーチャ補正特性の修正については後述する。
【００５９】
その後、シャッターボタン１０３が全押しされると（Ｓ５０７）、撮影処理が実行される。画像処理部３０５ｃは、ＳＤＲＡＭ３０４に格納されたＹＣデータに対して、修正されたアパーチャ補正特性に基づいてアパーチャ補正を行う（Ｓ５０８）。そして、画像処理部３０５ｃは、補正後のＹＣデータをメモリカード３０６への記録に適した圧縮データに変換し、バス３０３を経由してメモリカード３０６に記録する（Ｓ５０９）。
【００６０】
（３−３−１．アパーチャ補正特性の修正）
アパーチャ補正特性の修正に関して二つの場合Ａ、Ｂについて説明する。
【００６１】
（Ａ）合焦領域の位置（ピントの合った位置）が像高０．７であり、特徴領域（人物の顔を含む領域）の位置が像高０．３である場合
この場合のＭＴＦ特性を示すグラフは図１０（ａ）（図７（ｃ）と同じ）に示す通りである。合焦領域の位置（ピントの合った位置）と特徴領域（人物の顔を含む領域）の位置は、図９（ａ）に示す通りである。図１０（ａ）に示すとおり、空間周波数の低域の特性（実線Ｘ）及び高域の特性（破線Ｙ）の双方において、合焦領域の位置（像高０．７）のコントラスト値は良好であるが、特徴領域（人物の顔を含む領域）の位置（像高０．３）のコントラスト値は低下している。
【００６２】
そこで、本実施形態のデジタルカメラ１００は、特徴領域（人物の顔を含む領域）の位置（像高０．３）のコントラストを特に高めるように、アパーチャ補正特性を修正する。図１０（ｂ）は、修正されたアパーチャ補正特性に基づいてアパーチャ補正を行った後に得られるＭＴＦ特性を示した図である。図１０（ｂ）に示すように、空間周波数の低域におけるＭＴＦ特性は、特性Ｘから特性Ｘ１に改善されている。また、空間周波数の高域におけるＭＴＦ特性は、特性Ｙから特性Ｙ１に改善されている。
【００６３】
図１０（ｃ）は、修正されなかったアパーチャ補正特性に基づいてアパーチャ補正を行った後に得られるＭＴＦ特性を示した図である。空間周波数の低域におけるＭＴＦ特性は、特性Ｘから特性Ｘ０に改善されている。また、空間周波数の高域におけるＭＴＦ特性は特性Ｙから特性Ｙ０に改善されている。
【００６４】
図１０（ｂ）と（ｃ）を比較すると、空間周波数の高域及び低域の双方において、本実施形態による修正されたアパーチャ補正特性に基づきアパーチャ補正を行った方が、特徴領域の位置のコントラスト値と合焦領域の位置のコントラスト値の差がより小さくなっていることが分かる。つまり、図１０（ｃ）に示す場合では、合焦領域からずれた位置にある特徴領域の画像は、解像度、コントラストが合焦領域の画像よりも劣ってしまう。これに対して、図１０（ｂ）に示す本実施形態の場合、特徴領域において、合焦領域と同様に解像度、コントラストが高い画像が得られる。
【００６５】
図１１（ａ）は、本ケースにおける、アパーチャ補正特性の修正を説明するための図である。空間周波数の低域におけるアパーチャ補正特性は、特性Ｌ０から特性Ｌ１に修正されている。一方、空間周波数の高域におけるアパーチャ補正特性は、特性Ｈ０から特性Ｈ１に修正されている。本ケースの場合、図１０（ａ）に示すように合焦領域位置（像高０．７）よりも特徴領域の位置（像高０．３）の方がコントラストが低くなっている。このため、図１１（ａ）に示すように、特徴領域の位置での補正強度（補正ゲイン）がより高くなるように、特徴領域の位置（像高０．３）付近におけるアパーチャ補正特性を修正している。
【００６６】
（Ｂ）合焦領域の位置（ピントの合った位置）が像高０．０であり、特徴領域（人物の顔を含む領域）の位置が像高０．７である場合
この場合のＭＴＦ特性を示すグラフは図１２（ａ）（図８（ｃ）と同じ）に示す通りである。合焦領域の位置（ピントの合った位置）と特徴領域（人物の顔を含む領域）の位置は、図９（ｂ）に示す通りである。図１２（ａ）に示すとおり、空間周波数の低域の特性（実線Ｘ）及び高域の特性（破線Ｙ）の双方において、合焦領域の位置（像高０．０）のコントラスト値は良好であるが、特徴領域（人物の顔を含む領域）の位置（像高０．７）のコントラスト値は低下している。
【００６７】
そこで、本実施形態のデジタルカメラ１００は、特徴領域（人物の顔を含む領域）の位置（像高０．７）のコントラストを特に高めるように、アパーチャ補正特性を修正する。図１２（ｂ）は、修正されたアパーチャ補正特性に基づいてアパーチャ補正を行った後に得られるＭＴＦ特性を示した図である。図１２（ｂ）に示すように、空間周波数の低域におけるＭＴＦ特性は、特性Ｘから特性Ｘ１に改善され、空間周波数の高域におけるＭＴＦ特性は、特性Ｙから特性Ｙ１に改善されている。
【００６８】
図１２（ｃ）は、修正されなかったアパーチャ補正特性に基づいてアパーチャ補正を行った後に得られるＭＴＦ特性を示した図である。空間周波数の低域におけるＭＴＦ特性は、特性Ｘから特性Ｘ０に改善されている。また、空間周波数の高域におけるＭＴＦ特性は特性Ｙから特性Ｙ０に改善されている。
【００６９】
図１２（ｂ）と（ｃ）を比較すると、空間周波数の高域及び低域の双方において、本実施形態による修正されたアパーチャ補正特性に基づきアパーチャ補正を行った方が、特徴領域の位置のコントラスト値と合焦領域の位置のコントラスト値の差がより小さくなっていることが分かる。つまり、図１２（ｃ）に示す場合では、合焦領域からずれた位置にある特徴領域の画像は、解像度、コントラストが合焦領域の画像よりも劣ってしまう。これに対して、図１２（ｂ）に示す本実施形態の場合、特徴領域において、合焦領域と同様に解像度、コントラストが高い画像が得られる。
【００７０】
図１１（ｂ）は、本ケースにおける、アパーチャ補正特性の修正を説明するための図である。空間周波数の低域におけるアパーチャ補正特性は、特性Ｌ０から特性Ｌ１に修正されている。一方、空間周波数の高域におけるアパーチャ補正特性は、特性Ｈ０から特性Ｈ１に修正されている。本ケースの場合、図１２（ａ）に示すように、像高０の位置から特徴領域の位置（像高０．７）にかけてコントラスト値が低下している。このため、図１１（ｂ）に示すように、特徴領域の位置（像高０．７）付近におけるアパーチャ補正の強度をより高くするようにアパーチャ補正特性を修正している。
【００７１】
（４．まとめ）
以上説明したように、本発明の実施の形態に係るデジタルカメラ１００は、フォーカスレンズ１０１ｃを含み被写体の光学画像を生成する光学系１０１と、光学画像を画像信号に変換するＣＣＤイメージセンサー３０１と、フォーカスレンズ１０１ｃを光軸方向に駆動し、光学画像をＣＣＤイメージセンサー３０１に合焦させるアクチュエータ２０５と、画像信号に基づく画像において所定の特徴を含む特徴領域を抽出する画像処理部３０５ｃと、画像信号に基づく画像における所定の位置毎に決定されるアパーチャ補正特性に基づいてアパーチャ補正を実施し、画像信号に基づく画像における前記特徴領域の位置に基づいて前記アパーチャ補正特性を決定するＣＰＵ３０５ｂと、を備える。
【００７２】
このような構成を有するデジタルカメラ１００は、ピントを合わせた画像領域の位置に応じたＭＴＦ特性を、特徴領域（重要な被写体が存在すると考えられる領域）の位置に基づいて修正したアパーチャ補正特性に基づいて補正する。これにより、ピントを合わせた位置以外の位置にも重要な被写体が存在する場合において、その重要な被写体についてもコントラスト、解像度が高くなるようにアパーチャ補正を施すことが可能となる。
【００７３】
なお、本実施の形態において示した空間周波数の低域の代表値である１０本／ｍｍや高域の代表値である３０本／ｍｍ、または、像高０．０、像高０．７、像高１．０の値は単なる例示であり、本発明の範囲がそれらの値に限定されるものではない。
【００７４】
その他の実施の形態
実施の形態１に係るデジタルカメラ１００においては、合焦領域の像高ごとにアパーチャ補正特性を修正することとした。このようにすることによって、アパーチャ補正特性の修正をより容易に行なうことができる。他方、画像処理部３０５ｃから特徴領域の位置を取得することができるので、特徴領域の位置（像高）ごとにアパーチャ補正特性を修正することとしてもよい。このとき、特徴領域のみ急激にコントラストや解像度が変化することがないように、隣接する領域との連続感をもたせるように修正することが好ましい。
【００７５】
実施の形態１では、レンズ交換が不可能なデジタルカメラを説明した。しかし、実施の形態１の思想は、交換レンズとデジタルカメラ本体から構成されるカメラシステムにおいても適用することができる。このとき、交換レンズは、光軸方向に進退可能なフォーカスレンズを含み被写体の光学画像を生成する光学系と、光学系のＭＴＦ特性を記憶する記憶手段と、を備える。また、デジタルカメラ本体は、実施の形態１のデジタルカメラ１００の構成において、交換レンズに含まれる構成を除いた構成を備える。交換レンズとデジタルカメラ本体は通信可能である。デジタルカメラ本体の合焦手段は、交換レンズのフォーカスレンズを進退させることができる。また、デジタルカメラ本体の制御手段は、交換レンズの記憶手段からＭＴＦ特性を読み出すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明によれば、ピントを合わせた位置以外の位置に存在する被写体についてもコントラスト、解像度が高くなるようにアパーチャ補正を施すことができ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付携帯電話等の撮像装置に適用できる。
【符号の説明】
【００７７】
１００    デジタルカメラ
１０１    撮像光学系
１０１ａ    ズームレンズ
１０１ｂ    絞り
１０１ｃ    フォーカスレンズ
１０２    フラッシュ
１０３    シャッターボタン
１０４    液晶モニター
１０５    モードダイヤル
１０６    各種操作ボタン
３０１    ＣＣＤイメージセンサー
３０２    ＡＦＥ
３０３    バス
３０４    ＳＤＲＡＭ
３０５    信号処理ＬＳＩ
３０５ａ    前処理部
３０５ｂ    ＣＰＵ
３０５ｃ    画像処理部
３０５ｄ    記憶部
３０６    メモリカード
【図１】
2011217363.tif 000003
【図２】
2011217363.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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