(57)【要約】【課題】アクセサリ光学系によって発生する収差による画像劣化を補正して高画質な画像を得ること【解決手段】光学特性を変更するアクセサリ光学系２０１が着脱可能な撮影光学系１０１と撮像素子１０２と、補正フィルタの情報を記憶する補正フィルタ記憶部１１０と、撮像素子からの出力に対して画像劣化を補正フィルタの情報を使用して補正する画像処理部１０４と、アクセサリ光学系の情報に基づいて記憶手段に記憶された補正フィルタを選択するフィルタ選択部１０９と、補正フィルタ記憶部の記憶内容を更新するシステムコントローラー１１１と通信制御部１１２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学特性を変更するアクセサリ光学系が着脱可能で、被写体の光学像を形成する撮影光学系と、
前記撮影光学系が形成した前記被写体の光学像を光電変換する撮像素子と、
補正フィルタの情報を記憶する記憶手段と、
前記撮像素子からの出力に対して前記被写体の前記光学像の劣化を、前記記憶手段に記憶された前記補正フィルタの前記情報を使用して補正する画像補正手段と、
前記アクセサリ光学系の情報に基づいて前記記憶手段に記憶された補正フィルタを選択する選択手段と、
前記記憶手段が記憶する前記補正フィルタの前記情報を更新する更新手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮影光学系に装着された前記アクセサリ光学系の情報を入力操作させるための入力手段を更に有し、
前記選択手段は、前記入力手段から入力された前記アクセサリ光学系の情報に基づいて前記記憶手段に記憶された補正フィルタを選択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３】
前記アクセサリ光学系の着脱を検出する検出手段と、
前記検出手段が、前記アクセサリ光学系が装着されたことを検出すると、前記入力手段における前記アクセサリ光学系の情報の入力操作を許可する制御手段と、
を更に有することを請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記検出手段が、前記アクセサリ光学系が装着されたことを検出すると、前記入力手段における前記アクセサリ光学系の情報の入力操作を促す第１催促手段を更に有することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記更新手段は、外部機器との有線通信または無線通信によって前記補正フィルタの前記情報を更新することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記アクセサリ光学系と通信しないことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記アクセサリ光学系の情報に対応する補正フィルタの情報が前記記憶手段に記憶されていない場合に前記更新手段による更新を促す第２催促手段を更に有することを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
画像信号とノイズ信号の強度比をＳＮＲ、前記アクセサリ光学系と前記撮影光学系の組み合わせの光学系の光学伝達関数の絶対値を｜Ｈ（ｕ，ｖ）｜、アジムス方向間で共通な光学伝達関数の絶対値を｜ｒＨ（ｕ，ｖ）｜とすると、前記補正フィルタの周波数特性をＭ（ｕ，ｖ）は以下の式で表されることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
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【請求項９】
前記記憶手段は、前記アクセサリ光学系がアフォーカルのワイドコンバーターである場合に対応する補正フィルタを記憶することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記記憶手段は、前記アクセサリ光学系がアフォーカルのテレコンバーターである場合に対応する補正フィルタを記憶することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記記憶手段は、前記アクセサリ光学系が正の屈折力を有するクローズアップレンズである場合に対応する補正フィルタを記憶することを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記記憶手段は、前記アクセサリ光学系が負の屈折力を有するワイドアタッチメントである場合に対応する補正フィルタを記憶することを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、コンバーターレンズが装着可能なデジタルスチルカメラにおいて、コンバーターレンズの装着の有無を検知し、装着によって生じる不具合を補正するデジタルスチルカメラを提案している。特許文献２は、カメラに装着された交換レンズの情報とカメラに装着されたコンバーターレンズの特徴を示す情報を取得し、その情報から、撮影光学系の画面周辺部で発生する画像劣化を補正するカメラを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５４５４３号公報
【特許文献２】特開２００８−９２４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２は、いずれもコンバーターレンズに専用ＲＯＭを設け、それとの通信によって補正データを生成するので、発売当初は想定していないコンバーターとカメラの組合せによっては補正データを適正に作成できないおそれがある。また、特許文献１は、球面収差やコマ収差によって発生する画質劣化を補正することができず、特許文献２は、ワイドコンバーターレンズ装着時にズーム中間から望遠側で発生する球面収差を補正できない。
【０００５】
本発明は、アクセサリ光学系によって発生する収差による画像劣化を補正して高画質な画像を得ることが可能な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】
【０００６】
本発明の制御装置は、光学特性を変更するアクセサリ光学系が着脱可能で、被写体の光学像を形成する撮影光学系と、前記撮影光学系が形成した前記被写体の光学像を光電変換する撮像素子と、補正フィルタの情報を記憶する記憶手段と、前記撮像素子からの出力に対して前記被写体の前記光学像の劣化を、前記記憶手段に記憶された前記補正フィルタの前記情報を使用して補正する画像補正手段と、前記アクセサリ光学系の情報に基づいて前記記憶手段に記憶された補正フィルタを選択する選択手段と、外部と通信して前記記憶手段が記憶する前記補正フィルタの前記情報を更新する更新手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、アクセサリ光学系によって発生する収差による画像劣化を補正して高画質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の撮像装置のブロック図である。（実施例１）
【図２】アジムス方向とＰＳＦの対称性の説明図である。（実施例１、２）
【図３】ウィナーフィルタと本発明の画像回復フィルタの説明図である。（実施例１、２）
【図４】本実施形態の画像処理方法にかかる画像回復フィルタの説明図である。（実施例１、２）
【図５】本実施形態の画像処理方法にかかる画像回復フィルタの説明図である。（実施例１、２）
【図６】撮影光学系の収差を説明するための図（広角端）である。（実施例１、２）
【図７】撮影光学系の収差を説明するための図（望遠端）である。（実施例１、２）
【図８】ワイドコンバーター装着時の収差を説明するための図（広角端）である。（実施例１、２）
【図９】ワイドコンバーター装着時の収差を説明するための図（望遠端）である。（実施例１、２）
【図１０】本発明の撮像装置のブロック図である。（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、実施例１の撮像装置のブロック図である。
【００１１】
１０１は、撮影光学系であり、被写体の光学像を撮像素子１０２の上に形成する。撮像素子１０２は、撮影光学系が形成した光学像を光電変換し、その出力（アナログ信号）はＡ／Ｄ変換器１０３でデジタル信号に変換され、画像取得工程で画像処理部１０４に入力される。画像処理部１０４は、撮像素子１０２からの出力に対して被写体の光学像の劣化を、補正フィルタ（画像回復フィルタ）の情報を使用して補正する画像補正手段としても機能する。
【００１２】
１０５は、システムコントローラー１１１からの信号に基づいて、撮影光学系のズームやフォーカス、絞り径を駆動するための撮影光学系制御部である。１０７は、撮影光学系制御部１０５からの信号によって撮影光学系の状態（ズーム位置やフォーカス位置など）を検知する状態検知部である。
【００１３】
２０１は、撮影光学系１０１の物体側（被写体側）に着脱可能な、ワイドコンバーター、テレコンバーター、クローズアップレンズ等の光学特性を変更するアクセサリ光学系である。本実施例では、アクセサリ光学系２０１は、鏡筒物体側、カメラ本体外装、カメラに取り付けられる専用筒等に回転ネジ等で簡易に装着される。このような簡易な構造を取るためには、アクセサリ光学系２０１とカメラの間に通信のための接点等の構造が無いことが望ましい。
【００１４】
アクセサリ情報入力部１０６は、撮影光学系に装着されたアクセサリ光学系の情報を入力操作させるための入力手段である。アクセサリ情報入力部１０６により、ユーザーが選択したアクセサリ情報（アクセサリ光学系の情報）２０３がカメラ部に入力される。なお、アクセサリ光学系２０１の着脱を検出する検出手段を設け、検出手段が、アクセサリ光学系２０１が装着されたことを検出すると、システムコントローラー１１１がアクセサリ情報入力部１０６におけるアクセサリ情報２０３の入力操作を許可してもよい。この場合、検出手段が、アクセサリ光学系２０１が装着されたことを検出しないとアクセサリ情報入力部１０６がアクセサリ情報２０３の入力ができないことになる。また、検出手段が、アクセサリ光学系２０１が装着されたことを検出すると、アクセサリ情報入力部１０６におけるアクセサリ情報２０３の入力操作を促す第１催促手段が設けられてもよい。第１催促手段は、不図示の表示部にメッセージを表示したり、ランプを点灯させたりする手段であってもよい。
【００１５】
アクセサリ光学系２０１を装着すると、光学特性が変化するので撮影光学系単体で発生する収差が変化する。特に、撮影光学系がズームレンズの場合、広いズーム範囲で画面中心から周辺までに亘って高い光学性能を維持することは困難である。例えば、ズームレンズにワイドコンバーターを装着した場合、広角端の性能を優先して設計するために、広角端以外のズーム域では画面中心から球面収差が発生して光学性能を低下させる。
【００１６】
そこで、実施例１は、光学伝達関数（ＯＴＦ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に基づいた画像回復によって光学系で発生する収差による画像劣化を低減して高画質の画像を得ている。
【００１７】
撮像により劣化した画像をＯＴＦに基づいて電子的に補正する画像処理を、本実施例では画像回復処理と呼ぶ。画像のぼけに関する劣化要因として、例えば撮影レンズの球面収差、コマ収差、像面湾曲、非点収差、色収差等が挙げられる。このような劣化は、無収差で回折の影響もない場合に被写体の一点から出た光束が撮像面上で再度一点に集まるべきものが、ある広がりをもって像を結ぶことで発生する。ここにいう画像のぼけは、光学的には、点像分布関数（ＰＳＦ：Ｐｏｉｎｔ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）により表され、ピントのずれによるぼけとは異なる。
【００１８】
また、カラー画像での色にじみも、光学系の軸上色収差、色の球面収差、色のコマ収差が原因であるものに関しては、光の波長ごとのぼけ方の相違ということができる。また、横方向の色ずれも、撮影光学系の倍率色収差が原因であるものに関しては、光の波長ごとの撮像倍率の相違による位置ずれ又は位相ずれということができる。
【００１９】
ＰＳＦをフーリエ変換して得られるＯＴＦは、収差の周波数成分情報であり、複素数で表される。ＯＴＦの絶対値、即ち、振幅成分をＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と呼び、位相成分をＰＴＦ（Ｐｈａｓｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と呼ぶ。特に断りが無い限り、振幅成分、位相成分とはＯＴＦのＭＴＦ、ＰＴＦを指すことにする。ここでは、位相成分を位相角として以下の式で表す。Ｒｅ（ＯＴＦ）、Ｉｍ（ＯＴＦ）は、それぞれＯＴＦの実部、虚部を表す。
【００２０】
ＰＴＦ＝ｔａｎ−１（Ｉｍ（ＯＴＦ）／Ｒｅ（ＯＴＦ））          （１）
このように、撮影光学系の光学伝達関数は画像の振幅成分と位相成分に劣化を与えるため、劣化画像は特に周辺部に行くほど被写体の各点がコマ収差のように非対称にぼけた状態になっている。
【００２１】
劣化画像（入力画像）をｇ（ｘ，ｙ）とし、劣化していない元の画像をｆ（ｘ，ｙ）とする。また、ＯＴＦのフーリエペアであるＰＳＦをｈ（ｘ，ｙ）とする。このとき、以下の式が成り立つ。但し、＊はコンボリューションを示し、（ｘ，ｙ）は画像上の座標を示す。
【００２２】
ｇ（ｘ，ｙ）＝ｈ（ｘ，ｙ）＊ｆ（ｘ，ｙ）                  （２）
また、上記式をフーリエ変換により２次元周波数面での表示形式に変換すると、以下の式のように、周波数ごとの積の形式になる。ＨはＰＳＦをフーリエ変換したものであり、ＯＴＦである。（ｕ，ｖ）は２次元周波数面での座標、すなわち周波数を示す。
【００２３】
Ｇ（ｕ，ｖ）＝Ｈ（ｕ，ｖ）・Ｆ（ｕ，ｖ）                  （３）
劣化画像から元の画像を得るためには、以下のように、両辺をＨで除算すればよい。
【００２４】
Ｇ（ｕ，ｖ）／Ｈ（ｕ，ｖ）＝Ｆ（ｕ，ｖ）                  （４）
このＦ（ｕ，ｖ）を逆フーリエ変換して実面に戻すことで、元の画像ｆ（ｘ，ｙ）に相当する回復画像が得られる。
【００２５】
ここで、Ｈ−１を逆フーリエ変換したものをＲとすると、以下の式のように実面での画像に対するコンボリューション処理を行うことで、同様に元の画像を得ることができる。
【００２６】
ｇ（ｘ，ｙ）＊Ｒ（ｘ，ｙ）＝ｆ（ｘ，ｙ）                  （５）
Ｒ（ｘ，ｙ）を画像回復フィルタという。画像が２次元のとき、通常は画像回復フィルタも画像の各画素に対応したタップ（セル）を有する２次元フィルタとなる。また、一般に、画像回復フィルタのタップ数が多いほど回復精度が向上する。画像回復フィルタは、少なくとも収差の特性を反映している必要があるため、従来の水平／垂直方向においてそれぞれ３タップや５タップ程度のエッジ強調フィルタ（ハイパスフィルタ）とは一線を隔する。画像回復フィルタはＯＴＦに基づいて作成されるため、収差の振幅成分および位相成分の劣化をともに高精度に補正することができる。
【００２７】
ただし、実際の画像にはノイズ成分があるため、光学伝達関数の完全な逆数をとって作成された画像回復フィルタを用いると、劣化画像の回復とともにノイズ成分が大幅に増幅されてしまう。これは、画像の振幅成分にノイズの振幅が付加されている状態に対して撮影光学系のＭＴＦ（振幅成分）を全周波数にわたって１に戻すようにＭＴＦを持ち上げるためである。従って、ノイズがあると、鑑賞用画像として良好な画像は得られない。
【００２８】
このことは以下のように式で表せる。Ｎはノイズ成分である。
【００２９】
Ｇ（ｕ，ｖ）＝Ｈ（ｕ，ｖ）・Ｆ（ｕ，ｖ）＋Ｎ（ｕ，ｖ）                  （６）
Ｇ（ｕ，ｖ）／Ｈ（ｕ，ｖ）＝Ｆ（ｕ，ｖ）＋Ｎ（ｕ，ｖ）／Ｈ（ｕ，ｖ）    （７）
この点について、例えば、式（８）に示すウィナーフィルタ（Wiener filter）のように、画像信号とノイズ信号の強度比（ＳＮＲ）に応じて回復度合を制御する方法が知られている。
【００３０】
【数１】
2015103902.tif 000003
【００３１】
Ｍ（ｕ，ｖ）はウィナーフィルタの周波数特性、｜Ｈ（ｕ，ｖ）｜はＭＴＦである。この方法は、周波数ごとに、ＭＴＦが低いほどＳＮＲの項の影響が大きくなり回復ゲインが抑制され、ＭＴＦが高いほど回復ゲインを強くする。一般に、撮影光学系のＭＴＦは低周波側が高く、高周波側が低くなるため、実質的に画像の高周波側の回復ゲインを抑制する方法となっている。より好ましくは、画像回復フィルタは、ウィナーフィルタよりも高精度に非点収差を補正可能なものを使用するとよい。
【００３２】
実施例１の画像回復フィルタは、従来のウィナーフィルタに代表される画像回復フィルタとは異なり、収差の非対称性を補正する機能を有する。本実施例の画像回復フィルタの作成方法を説明する前に従来のフィルタの作成方法としてウィナーフィルタについて説明する。
【００３３】
画像回復フィルタである式（８）にＯＴＦであるＨ（ｕ，ｖ）を掛けて回復後の周波数特性を考えると、右辺にはＯＴＦに関して、ＭＴＦである｜Ｈ（ｕ，ｖ）｜しか残らないため、位相は補正された状態になっている。これは、例えば、図２（ａ）に示すＰＳＦのようなコマ収差の場合に、各アジムス方向ごとに対称となり、図２（ｂ）の状態になることを意味している。図２（ｂ）の状態は、位相が補正されても各アジムス方向ごとのＭＴＦが異なるために回転非対称なＰＳＦとなっている。ここで、図２中のｘ１、ｘ２は像面上のＰＳＦの位置での座標軸を表しており、θはアジムス方向を示している。
【００３４】
図３（Ａ）は、これをＭＴＦの周波数特性で表したものであり、（ａ）、（ｂ）は、回復前のメリジオナル方向とサジタル方向のＭＴＦである。ウィナーフィルタで回復した場合、各アジムス方向のＭＴＦは向上するものの（ｃ）、（ｄ）のようにアジムス方向間の差異は補正されない。
【００３５】
次に、本実施例の画像回復フィルタについて説明する。回復後のＯＴＦのアジムス特性は、｜Ｈ（ｕ，ｖ）｜のアジムス特性に依存する。このため、アジムス方向間で共通なＯＴＦであるｒＨ（ｕ，ｖ）の絶対値｜ｒＨ（ｕ，ｖ）｜を用いた式（９）のようにすることで、あたかもアジムス方向間にＭＴＦ差の無い撮影光学系で撮影した画像を得ることができる。なお、ＯＴＦはアクセサリ光学系２０１が装着されていない場合は撮影光学系１０１のＯＴＦであるが、アクセサリ光学系２０１が装着されている場合は撮影光学系１０１とアクセサリ光学系２０１の組み合わせの光学系のＯＴＦとなる。
【００３６】
【数２】
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【００３７】
これを、図３（Ｂ）を参照して説明する。回復前のＭＴＦは、図３（Ｂ）の（ａ）、（ｂ）のように、アジムス方向ごとに異なっているが、回復後は（ｃ）、（ｄ）のように、アジムス方向間で揃っている。このように、本実施例の画像回復フィルタにより、非対称収差の原因であるアジムス依存性を補正することが可能となる。この状態のＰＳＦは、図２（ｃ）のように回転対称になる。
【００３８】
また、式（９）では、アジムス方向間で共通なＯＴＦ（ｒＨ（ｕ，ｖ））を用いたが、アジムス方向ごとのＯＴＦの差が回復前のＯＴＦの差よりも低減するように補正したｒＨ（ｕ，ｖ）を用いることで非対称収差の補正量を制御することができる。この場合の回復後のＭＴＦを図３（Ｃ）に示す。図３の（ｃ）、（ｄ）のように完全に一致しなくとも図３（Ａ）の（ｃ）、（ｄ）に対してアジムス方向間のＭＴＦ差が低減し、非対称収差が低減されることになる。
【００３９】
画像を補正する工程（ステップ）を図１と図４を参照して説明する。
【００４０】
まず、状態検知部１０７から撮影光学系の撮像状態を得る。状態検知部１０７はシステムコントローラー１１１から直接情報を得てもよいし、例えば、撮影光学系制御部１０５から得ることもできる。次に、アクセサリ情報入力部１０６からの信号に基づいてアクセサリの情報に合致した補正フィルタがフィルタ選択部１０９によって選択される。
【００４１】
フィルタ選択部１０９は、アクセサリ光学系２０１の情報に基づいて補正フィルタ記憶部１１０に記憶された補正フィルタを選択する選択手段である。
【００４２】
補正フィルタ記憶部１１０は、一または複数の補正フィルタの情報を記憶する記憶手段である。本実施例では、フィルタＡをアクセサリ光学系２０１が装着されていない場合に対応する補正フィルタ、フィルタＢをアクセサリ光学系２０１がワイドコンバーターである場合に対応する補正フィルタとする。また、フィルタＣをアクセサリ光学系２０１がテレコンバーターである場合に対応する補正フィルタとする。もちろん、補正フィルタの種類はこれらに限定されず、アクセサリ光学系２０１が正の屈折力を有するクローズアップレンズである場合に対応する補正フィルタや負の屈折力を有するワイドアタッチメントである場合に対応する補正フィルタを含んでもよい。
【００４３】
アクセサリ光学系２０１が装着されていない場合は、フィルタ選択部１０９によってフィルタＡが選択され、画像処理部１０４に入力された画像に対して画像回復処理が施される。
【００４４】
画像回復フィルタを説明するための模式図を図４、図５に示す。画像回復フィルタは、アクセサリ光学系２０１と撮影光学系により発生する収差の広がりや要求される回復精度に応じてタップ数を決めることができ、例えば、図４では１１×１１タップの２次元フィルタとしている。各タップには係数が設定されているマトリックスデータとなっている。図４では、各タップ（セル）内の値を省略しているが、この画像回復フィルタの１断面を図５に示す。画像回復フィルタの各タップのもつ値（係数値）の分布が、アクセサリの収差によって空間的に広がった信号値を、収差の少ない状態に戻す役割を果たしている。
【００４５】
フィルタの各タップが画像の各画素に対応して画像回復処理の工程でコンボリューション処理（畳み込み積分、積和）される。コンボリューション処理は、ある画素の信号値を改善するために、その画素を画像回復フィルタの中心と一致する。そして、画像と画像回復フィルタの対応画素ごとに画像の信号値とフィルタの係数値の積をとり、その総和を中心画素の信号値として置き換える処理として一般に知られている。また、画像回復フィルタの縦横のタップ数に関しては、正方配列である必要はなく、コンボリューション処理時に考慮すれば任意に変更することができる。
【００４６】
また、画像回復フィルタの生成に用いる撮影光学系のＯＴＦは、コンピュータを用いた光学設計ツールや光学解析ツールを用いて計算により求めることができる。さらに、実際にＯＴＦを計測して求めることもできる。この画像回復フィルタの作成法については、例えば、式（８）や式（９）に示すように、ＯＴＦの逆関数に基づいた関数を逆フーリエ変換して得ることができる。
【００４７】
このような実空間での画像回復フィルタを入力画像に対してコンボリューション処理することで、画像回復処理で画像のフーリエ変換や逆フーリエ変換を行うことなく画像を回復することができる。但し、撮影画像に画像回復フィルタをコンボリューション処理することは、それぞれのフーリエ変換の積をとることと等価であるため、周波数空間で回復処理を行うことも可能である。
【００４８】
光学系の収差は焦点距離や撮影距離、絞り径などによって変化する。従って、上記のように撮影状態に応じて最適な画像回復フィルタを用いることが好ましい。この点は、像高によらず画像全域に一定の先鋭化を行う場合のようなエッジ強調のフィルタ処理とは異なる特徴である。
【００４９】
アクセサリとしてワイドコンバーターが装着された場合は、ユーザーによってワイドコンバーターモードが選択される。このときアクセサリ情報入力部１０６からの信号に基づいてフィルタ選択部１０９においてフィルタＢが選択される。ワイドコンバーターが装着時には、撮影光学系単体の場合に比較して光学系で発生する収差が異なる。
【００５０】
そのためフィルタを変更しないでそのまま撮影光学系単体を補正するためのフィルタＡを用いたのでは十分な補正効果が得られない。場合によっては逆方向の補正を行って画像が劣化する可能性もある。
【００５１】
図６は、撮影光学系１０１の広角端の収差を説明するための図、図７は、撮影光学系１０１の望遠端の収差を説明するための図である。図の左側が球面収差、右側が像面歪曲である。図８は、撮影光学系１０１の物体側にワイドコンバーターを装着した際の広角端における収差図、図９は、ワイドコンバーターを装着した際の望遠端における収差図である。
【００５２】
広角端においては、ワイドコンバーター装着時には像面湾曲や非点収差が変化して周辺でＭＴＦが劣化する。本実施例は、解像する周波数領域ではＭＴＦを改善することができ、周辺部の画質を向上させることができる。
【００５３】
また、望遠端においては、ワイドコンバーター装着時には球面収差の変化が大きく、軸上から性能が低下する。本実施例は、画面周辺だけでなく、中心からＭＴＦを改善することができ、画面中心から周辺までのコントラストを改善することができる。
【００５４】
本実施例は、アクセサリ光学系２０１に応じて異なるフィルタを用いることでアクセサリ光学系２０１と撮影光学系で発生する収差を適切に補正して、高画質の画像を得ることが可能となる。
【００５５】
アクセサリとしてテレコンバーターが装着された場合は、ユーザーによってテレコンバーターモードが選択される。このときアクセサリ情報入力部１０６からの信号に基づいてフィルタ選択部１０９においてフィルタＣが選択される。テレコンバーターが装着時においても、撮影光学系単体の場合に比較して光学系で発生する収差が異なるため、フィルタＡを用いたのでは十分な補正効果が得られない。そこで、本実施例は、この場合も同様に回復フィルタを適切に選択することで、撮影光学系で発生する収差を適切に補正して、高画質の画像を得ている。
【００５６】
このようにして、画像処理部１０４で処理した補正画像にその他の所定の処理を行い、画像記録媒体１０８に所定のフォーマットで保存する。この補正画像は本実施例の画像処理方法を用いたことにより非対称収差が補正され先鋭度が向上している。一連の制御はシステムコントローラー１１１で行われ、撮影光学系の機械的な駆動はシステムコントローラー１１１の指示により撮影光学系制御部１０５で行う。
【００５７】
本実施例は、装着したアクセサリ光学系２０１の種類をユーザーがカメラにおいて選択するため、アクセサリとカメラ間の通信を必要とせず、通信のための回路や接点が不要となり、撮影光学系の鏡筒や外装を通信する場合に比較して簡易化することができる。
【００５８】
また、ユーザーは既に保有しているアクセサリを取り付け形状が合えばそのまま使うことができ、その場合はメーカー側で過去のアクセサリにも対応したフィルタの提供が必要になる。
【００５９】
補正フィルタ記憶部１１０には、カメラ出荷時にその時点で判明している補正フィルタの情報を予め格納しておいてもよいが、そのままでは新たなアクセサリに対応した補正を行うことができない。そこで、撮像装置は、（外部機器との通信を通じて）補正フィルタ記憶部１１０が記憶する補正フィルタの情報を更新する更新手段を有し、必要に応じて外部から追加、修正することができるようにしている。以下にこれについて説明する。
【００６０】
２１０はパーソナルコンピューター（ＰＣ）である。カメラは、ＵＳＢ等によって、このＰＣと接続することが可能である。ＰＣ２１０では、専用ソフトウェアを作動することができ、このソフトウェアのライブラリに外部データベース２０２として各種アクセサリと各種カメラの組み合わせに対応した補正フィルタが格納されている。ユーザーはこの専用ソフトウェアによって最適なフィルタをカメラにダウンロードすることができる。システムコントローラー１１１および通信制御部１１２は、ＵＳＢケーブルなどを利用した有線通信によって補正フィルタの情報をＰＣ２１０から取得し、補正フィルタ記憶部１１０の記憶内容を更新する更新手段として機能する。
【００６１】
ユーザーがカメラで選択したアクセサリとカメラの組合せに関して対応するフィルタがカメラにないときは、通信制御部１１２によって外部データベース接続時に対応するフィルタがダウンロードされる。その際、システムコントローラー１１１は、アクセサリ光学系２０１の情報に対応する補正フィルタの情報が補正フィルタ記憶部１１０に記憶されていない場合に更新手段による更新を促す第２催促手段として機能してもよい。第２催促手段は、不図示の表示部にメッセージを表示したり、ランプを点灯させたりする手段であってもよい。
【００６２】
外部データベース２０２にも適切なフィルタがない場合は、ＰＣが更に通信によってメーカーのＷＥＢサイトやＣＤ−ＲＯＭ等の適切な媒体を通してフィルタデータを追加する。そして、ＰＣとカメラを接続することで必要なフィルタをカメラに格納することが可能となる。
【００６３】
画像回復処理をＰＣ上で行うことも可能だが、本実施例では、これをカメラ内で行う。画像回復を行うには、ＲＡＷデータを元に処理することが高画質化の点で有利である。カメラで撮影後にＰＣで画像回復するためにＲＡＷデータを保存しようとすると画像ファイルの大きさが大きくなって、記録媒体に記録出来る枚数が低下してしまう。一方、記録枚数を優先してＪＰＥＧ画像等にするための処理を行ってから回復処理を行うとＲＡＷデータに対する回復と比較すると画質が劣化する。本実施例は、カメラ内で画像回復処理まで実施することで画像ファイルの容量を比較的大きくすることなく、画質劣化を防止している。
【００６４】
アクセサリ光学系２０１は、物体側から順に負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群で構成され、略アフォーカルのワイドコンバーターを有してもよい。ワイドコンバーター装着時には、広角端における像面湾曲、非点収差の変化の影響が大きく、歪曲が負に増大する。画像回復と同時にワイドコンバーターによって変化する歪曲を画像処理工程で補正してもよい。この時、画像回復フィルタと同時に歪曲補正の情報もカメラが持つ必要がある。使用するワイドコンバーターとカメラの組合せに対応した歪曲補正データがカメラ内にないときには、外部データベースから読み込む。
【００６５】
アクセサリ光学系２０１は、物体側から順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群で構成され、略アフォーカルのテレコンバーターを有してもよい。テレコンバーター使用時にはテレ端における球面収差やコマ収差等の収差変化が発生するが、これも画像回復で補正することができる。テレコンバーター使用時には広角側でテレコンバーターによって光線がケラレて、周辺光量が不足したり、画面周辺に光線がこない場合がある。この時、周辺光量に問題が無い範囲を切り出して補間処理することで所定のサイズの画像を得る処理を行ってもよい。
【００６６】
アクセサリ光学系２０１は、正の屈折力を有するクローズアップレンズを有してもよい。クローズアップレンズ装着時には、特に、望遠側において球面収差やコマ収差が悪化する。本実施例の画像回復によってこれらの収差の影響による画質劣化を低減した高画質な画像を得ることができる。
【００６７】
アクセサリ光学系２０１は、負の屈折力を有するワイドアタッチメントレンズを有してもよい。ワイドアタッチメントレンズを装着時には広角側において歪曲と共に非点収差や像面湾曲等の収差が悪化する。本実施例は、これらの影響によるＭＴＦ劣化に対しても改善することが可能である。
【実施例２】
【００６８】
図１０は、実施例２の撮像装置のブロック図である。撮影光学系１０１からシステムコントローラー１１１までの構成は図１と同じである。本実施例の撮像装置は、外部サーバーとインターネットなどのネットワークを介した無線通信する機能を有し、外部のＷＥＢサイト２１１に直接アクセスすることが可能である。
【００６９】
図１０において、通信部１１３は、無線通信する機能を有する。ユーザーが使おうとするアクセサリ光学系２０１に対応するフィルタが補正フィルタ記憶部に無い場合は、フィルタの情報に基づいて通信制御部１１２から補正フィルタの要求が出される。通信部１１３は、ＷＥＢサイト２１１にある外部データベース２０２に無線通信でアクセスして必要なフィルタ情報を探し、カメラにダウンロードする。こうして得られたフィルタ情報がカメラ内部に格納されて画像処理の際に使用される。
【００７０】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１０１…撮影光学系、１０２…撮像素子、１０９…フィルタ選択部（選択手段）、１１０…補正フィルタ記憶部（記憶手段）、１１１…システムコントローラー（更新手段）、１１２…通信制御部（更新手段）
【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１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１０】
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