(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置本体に着脱可能に装着されるレンズ装置であって、
物体の光学像を形成する撮像光学系と、
前記撮像光学系の射出瞳の第１領域からの光束が通過する第１のバンドパスフィルターと、
前記撮像光学系の射出瞳の第２領域からの光束が通過する第２のバンドパスフィルターと、
前記第１、第２のバンドパスフィルターの分光透過率の情報を保存した記憶手段を有し、
前記撮像装置本体は、複数の画素を有する撮像素子を有し、各画素には第１、第２の光電変換部が配置され、前記第１の光電変換部は、前記第１のバンドパスフィルターを介して受光した前記第１領域からの光束を光電変換し、前記第２の光電変換部は、前記第２のバンドパスフィルターを介して受光した前記第２領域からの光束を光電変換し、前記第１のバンドパスフィルターと前記第１の光電変換部は共役な関係で配置され、前記第２のバンドパスフィルターと前記第２の光電変換部は共役な関係で配置され、
前記第１、第２のバンドパスフィルターは互いに異なる分光透過率特性を有することを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記撮像光学系は、光量を調整する絞りを有し、
前記第１、第２のバンドパスフィルターは、前記絞りの近傍に設けられることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記撮像光学系と前記第１、第２のバンドパスフィルターを収納する鏡筒を更に有し、
前記第１、第２のバンドパスフィルターは一つのバンドパスフィルターユニットとして構成され、
前記バンドパスフィルターユニットは前記鏡筒に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
撮像装置本体に着脱可能に装着されるレンズ装置であって、
物体の光学像を形成する撮像光学系と、
前記撮像光学系の射出瞳の第１領域からの光束が通過する第１のバンドパスフィルターと、
前記撮像光学系の射出瞳の第２領域からの光束が通過する第２のバンドパスフィルターと、
前記撮像光学系と前記第１、第２のバンドパスフィルターを収納する鏡筒を有し、
前記撮像装置本体は、複数の画素を有する撮像素子を有し、各画素には第１、第２の光電変換部が配置され、前記第１の光電変換部は、前記第１のバンドパスフィルターを介して受光した前記第１領域からの光束を光電変換し、前記第２の光電変換部は、前記第２のバンドパスフィルターを介して受光した前記第２領域からの光束を光電変換し、前記第１のバンドパスフィルターと前記第１の光電変換部は共役な関係で配置され、前記第２のバンドパスフィルターと前記第２の光電変換部は共役な関係で配置され、
前記第１、第２のバンドパスフィルターは互いに異なる分光透過率特性を有し、
前記第１、第２のバンドパスフィルターは一つのバンドパスフィルターユニットとして構成され、
前記バンドパスフィルターユニットは前記鏡筒に対して着脱可能であることを特徴とするレンズ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ装置と、該レンズ装置が着脱可能に装着される撮像装置本体を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
前記画素ごとに設けられたマイクロレンズを更に有することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１、第２の光電変換部から得られる第１、第２の画像を合成する画像合成手段を更に有することを特徴とする請求項５または６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１、第２の光電変換部で得られた信号に基づいて、位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段を更に有することを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記画素ごとに３つ以上の光電変換部を有し、該３つ以上の光電変換部のうち２つの光電変換部に対応するバンドパスフィルターの分光透過率特性が等しいことを特徴とする請求項５乃至８のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の光電変換部に入射する光束の光量情報に関する像高特性に基づいて軸外の光量低下を補正するように前記第１の光電変換部で取得された信号を変化させる手段を有することを特徴とする請求項５乃至９のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第１、第２のバンドパスフィルターの分光透過率の情報を取得する手段を有し、前記分光透過率を用いて画像合成を行うことを特徴とする請求項５乃至１０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、撮像装置本体に着脱可能に装着されるレンズ装置および、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被写体の忠実な色再現を行うために、一般的なＲＧＢバンドによる撮影を行う撮像装置に対してカラーバンド数を増加させたマルチバンド撮影装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、撮像光学系と撮像素子との間に配置された分岐光学系によって光束を分割し、各分割光束を、分光透過率特性の異なるバンドパスフィルターを通過させることによってマルチスペクトル画像を１度の撮影で生成する方法を提案している。また、特許文献２は、一対の受光部を２次元的に配列したマイクロレンズアレイ毎に設け、このマイクロレンズによって受光部を撮像光学系の瞳に投影することで瞳を分割し、撮像素子に位相差方式の焦点検出を行わせることを可能にしている。なお、位相差方式の焦点検出とは撮像光学系の瞳の異なる部分を通過した２光束を用いて物体像をそれぞれ形成し、二つの物体像間の位相差を撮像素子の出力に基づいて検出し、それを撮像光学系のデフォーカス量に換算するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６０４８０号公報
【特許文献２】特開２００１−０８３４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は分岐光学系を使用するため、撮像装置が大型になるという問題を有する。従来は１回の撮影によってマルチバンド画像を取得する小型の撮像装置は提案されていなかった。
【０００６】
本発明は、１回の撮影によってマルチバンド画像を取得することができ小型化が可能なレンズ装置および撮像装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のレンズ装置は、撮像装置本体に着脱可能に装着されるレンズ装置であって、物体の光学像を形成する撮像光学系と、前記撮像光学系の射出瞳の第１領域からの光束が通過する第１のバンドパスフィルターと、前記撮像光学系の射出瞳の第２領域からの光束が通過する第２のバンドパスフィルターと、前記第１、第２のバンドパスフィルターの分光透過率の情報を保存した記憶手段を有し、前記撮像装置本体は、複数の画素を有する撮像素子を有し、各画素には第１、第２の光電変換部が配置され、前記第１の光電変換部は、前記第１のバンドパスフィルターを介して受光した前記第１領域からの光束を光電変換し、前記第２の光電変換部は、前記第２のバンドパスフィルターを介して受光した前記第２領域からの光束を光電変換し、前記第１のバンドパスフィルターと前記第１の光電変換部は共役な関係で配置され、前記第２のバンドパスフィルターと前記第２の光電変換部は共役な関係で配置され、前記第１、第２のバンドパスフィルターは互いに異なる分光透過率特性を有することを特徴とする。
また、本発明の他の側面としての撮像装置は、該レンズ装置が着脱可能に装着される撮像装置本体を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、１回の撮影によってマルチバンド画像を取得することができ小型化が可能なレンズ装置および撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の撮像光学系、バンドパスフィルターユニット、撮像素子の配置例を示す光路図である。（実施例１、２、３）
【図２】図１に示す撮像素子の画素近傍の断面図および撮像光学系の射出瞳と２つの光電変換部の関係を示す図である。
【図３】本発明の撮像素子の部分平面図である。（実施例１）
【図４】ＲＧＢカラーフィルターの分光透過率特性を示すグラフである。
【図５】図３に示す撮像素子に適用可能なバンドパスフィルターユニットの概略平面図である。（実施例１）
【図６】図５に示すバンドパスフィルターの分光透過率特性を示すグラフである。（実施例１）
【図７】図５に示すバンドパスフィルターの分光透過率特性を示すグラフである。（実施例１）
【図８】図４に示すＲＧＢカラーフィルターと図６に示すバンドパスフィルターの合成分光透過率特性を示すグラフである。（実施例１）
【図９】図４に示すＲＧＢカラーフィルターと図７に示すバンドパスフィルターの合成分光透過率特性を示すグラフである。（実施例１）
【図１０】本発明の画像合成を示すグラフである。（実施例１）
【図１１】本発明の別の撮像素子の部分平面図である。（実施例２）
【図１２】図１１に示す撮像素子に適用可能なバンドパスフィルターの概略平面図である。（実施例２）
【図１３】図１２に示すバンドパスフィルターの分光透過率特性を示すグラフである。（実施例２）
【図１４】本発明の撮像装置のブロック図である。（実施例３）
【図１５】図１４に示す撮像装置においてマルチバンド画像を取得するための動作を説明するためのフローチャートである。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施形態の撮像光学系（結像光学系）１、バンドパスフィルターユニット２００、撮像素子１００の配置例を示す光路図であり、左側が物体側、右側が像面側である。図１において、波線で囲まれた撮像光学系１は、物体の光学像を形成し、内部に光量を調整する絞り２と、バンドパスフィルターユニット２００を有する。撮像素子１００は撮像光学系１の像面近傍に配置され、複数の画素を有する。図１は、一つの画素Ｇ１１０を拡大表示しており、ＧはＲＧＢのＧを意味する。図１に示すように、各画素には複数の光電変換部が配置されている。図１では、一例として一つの画素Ｇ１１０に２つの光電変換部Ｇ１１１、Ｇ１１２（それぞれ第１の光電変換部、第２の光電変換部）が配置されている。
【００１１】
図２は、撮像素子１００の画素Ｇ１１０近傍の拡大断面図及び撮像光学系１の射出瞳Ｅｘｐと２つの光電変換部Ｇ１１１、Ｇ１１２の関係を示す図である。ここで、射出瞳Ｅｘｐは絞り２の開口部を撮像光学系１の像面側から見た虚像である。
【００１２】
図２では、光電変換部Ｇ１１１、Ｇ１１２に共通のカラーフィルターＣＦ、撮像光学系１からの光束を効率的に２つの光電変換部に導くためのマイクロレンズ（光束分割手段）ＭＬが設けられている。本実施形態は、光利用効率向上のためにマイクロレンズＭＬを設けているが、より簡易構成としたい場合はマイクロレンズＭＬを設けなくてもよい。マイクロレンズＭＬのパワーは撮像素子１００の２つの光電変換部Ｇ１１１、Ｇ１１２を撮像光学系１の射出瞳Ｅｘｐに投影し、夫々が共役関係となるように構成されている。
【００１３】
図２に示すように、光電変換部Ｇ１１１に入射する光束は射出瞳Ｅｘｐの下半分の領域Ｐ１を通過する光束であり、光電変換部Ｇ１１２に入射する光束は射出瞳Ｅｘｐの上半分Ｐ２を通過する光束となる。これにより、複数の光電変換部Ｇ１１１、Ｇ１１２は撮像光学系１の射出瞳Ｅｘｐの異なる領域Ｐ１、Ｐ２（それぞれ第１領域、第２領域）を通過する複数の画像を同時に取得することができる。第１の光電変換部Ｇ１１１は、第１のバンドパスフィルターを介して受光した撮像光学系の射出瞳の第１領域Ｐ１からの光束を光電変換する。第２の光電変換部Ｇ１１２は、第２のバンドパスフィルターを介して受光した撮像光学系の射出瞳の第２領域Ｐ１からの光束を光電変換する。
【００１４】
特許文献１では分割光束にバンドパスフィルターを対応させているが、本実施形態はマイクロレンズＭＬによって光束が分割される前にバンドパスフィルターユニット２００を配置している。つまり、図１に示すように、２つの光電変換部と共役な撮像光学系１の射出瞳Ｅｘｐ近傍、実空間上で言い換えれば絞り２近傍、に領域毎に分光透過率特性の異なるバンドパスフィルターユニット２００を配置している。バンドパスフィルターユニット２００は第１のバンドパスフィルターと第２のバンドパスフィルターを有する。第１のバンドパスフィルターと第１の光電変換部は共役な関係で配置され、第２のバンドパスフィルターと第２の光電変換部は共役な関係で配置される。これにより、小型の構成で分光特性が異なる複数の画像を同時に取得して合成することにより、マルチバンド画像を生成することができる。なお、バンドパスフィルターユニット２００の位置は射出瞳に限定されず、光電変換部の直前などであってもよい。
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施例を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図３は、実施例１の撮像素子の一部を示す部分概略平面図である。本実施例の撮像素子は、同図に示すように、２次元的に配置された複数の画素を有し、各画素には２つずつ光電変換部が配置されている。ＲＧＢは赤、緑、青のカラーフィルターが設けられていることを意味し、これは他の実施例でも同様である。即ち、Ｇ１１１、Ｇ１１２、Ｇ１４１、Ｇ１４２はグリーンチャンネル、Ｒ１３１、Ｒ１３２はレッドチャンネル、Ｂ１２１、Ｂ１２２はブルーチャンネルを取得する光電変換部である。本実施例の撮像素子は４画素が一組となる所謂ベイヤ―配列を形成している。
【００１７】
図４は、ＲＧＢカラーフィルター各々の分光透過率を示すグラフであり、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は透過率を表している。一点破線はＲ、実線はＧ、破線はＢを表す。
【００１８】
図５は、本実施例のバンドパスフィルターユニット２００の概略平面図である。バンドパスフィルターユニット２００は、それぞれを射出瞳Ｅｘｐの異なる領域Ｐ１、Ｐ２からの光束が通過する複数のバンドパスフィルター２０１、２０２（それぞれ第１のバンドパスフィルタ、第２のバンドパスフィルタ）を有する。領域Ｐ１からの光束はバンドパスフィルター２０１を通過し、領域Ｐ２からの光束はバンドパスフィルター２０２を通過する。
【００１９】
複数のバンドパスフィルターの少なくとも２つは異なる分光透過率特性を有する。本実施例では、バンドパスフィルター２０１と２０２は異なる分光透過特性を有する。バンドパスフィルター２０１は図６に示す分光透過率特性を有し、バンドパスフィルター２０２は図７に示す分光透過率特性を有する。図６及び図７において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は透過率を表す。
【００２０】
本実施例の撮像装置は図１に示す構成を有する。バンドパスフィルター２０１を通過する光束は光電変換部Ｇ１１１、Ｇ１４１、Ｒ１３１、Ｂ１２１に入射する。バンドパスフィルター２０２を通過する光束は光電変換部Ｇ１１２、Ｇ１４２、Ｒ１３２、Ｂ１２２に入射する。
【００２１】
図８は、図４に示すＲＧＢカラーフィルターと図６に示すバンドパスフィルター２０１の合成分光透過率特性を示すグラフであり、図９は、図４に示すＲＧＢカラーフィルターと図７に示すバンドパスフィルター２０２の合成分光透過率特性を示すグラフである。
【００２２】
図８および図９において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は透過率を表す。図８および図９に示すように、各合成分光透過率は図４に示すＲＧＢの波長帯域の約半分を透過する分光透過率特性となっており、Ｗ１〜Ｗ６の波長バンドが取得できることがわかる。つまり、図８，９に示すような分光透過率特性が異なる２枚の画像（第１、第２の画像）を取得することができ、２枚の画像について色度調整や輝度補正等諸々の画像処理を行い合成することでマルチバンド画像を得ることができる。本実施例による画像合成は次式によって行われる。
【００２３】
Ｍｕｌｔｉｄａｔａ＝（Ｆ２０１ｄａｔａ×ＭＣ１＋Ｆ２０２ｄａｔａ×ＭＣ２）／（ＭＣ１＋ＭＣ２）        ・・・（１）
Ｍｕｌｔｉｄａｔａは画像合成後の画像データ、Ｆ２０１ｄａｔａはバンドパスフィルター２０１を通過した光束による画像データ、Ｆ２０２ｄａｔａはバンドパスフィルター２０２を通過した光束による画像データ、ＭＣ１、ＭＣ２は合成パラメータである。
【００２４】
図１０は、本実施例における画像合成を示すグラフであり、図８および図９に示す２つの画像を数式１においてＭＣ１、ＭＣ２＝１として合成した場合に取得されるＷ１〜６の波長バンドを示している。バンドパスフィルターユニット２００は分光透過率特性が異なる所望のバンドパスフィルターユニットと交換可能に構成される。例えば、撮像光学系と複数のバンドパスフィルターを収納する鏡筒に対してバンドパスフィルターユニット２００は着脱可能に構成される。
【００２５】
このように、本実施例は、小型で、一度の撮影でマルチバンド画像を取得できる撮像装置を提供することができる。なお、撮像装置は、レンズ一体型の撮像装置でもよいし、撮像光学系を有するレンズ装置と、レンズ装置が着脱可能に装着されて撮像素子を有する撮像装置本体から構成されデジタル一眼レフカメラやミラーレスカメラとして構成されてもよい。
【実施例２】
【００２６】
本実施例の撮像装置の構成は図１と同様であるが、撮像素子の構成が異なる点で実施例１と相違する。
【００２７】
図１１は、実施例２の撮像素子の一部を示す部分概略平面図である。本実施例の撮像素子は、同図に示すように、２次元的に配置された複数の画素を有し、各画素には４つずつ光電変換部が配置されている。Ｇ１１１、Ｇ１１２、Ｇ１１３、Ｇ１１４、Ｇ１４１、Ｇ１４２、Ｇ１４３、Ｇ１４４はグリーンチャンネル、Ｒ１３１、Ｒ１３２、Ｒ１３３、Ｒ１３４はレッドチャンネル、Ｂ１２１、Ｂ１２２、Ｂ１２３、Ｂ１２４はブルーチャンネルを取得する光電変換部である。本実施例でも、撮像素子は、４画素が一組となる所謂ベイヤ―配列を形成している。
【００２８】
図１２は、本実施例のバンドパスフィルターユニット２００の概略平面図である。バンドパスフィルターユニット２００は、それぞれを射出瞳Ｅｘｐの異なる領域からの光束が通過する複数の複数のバンドパスフィルター２１１〜２１４を有する。バンドパスフィルター２１１は図６に示す分光透過率特性を有し、バンドパスフィルター２１２は図７に示す分光透過率特性を有し、バンドパスフィルター２１３、２１４は図１３に示す全波長帯域において分光透過率が一定となるバンドパスフィルターである。このように、本実施例でも、複数のバンドパスフィルターの少なくとも２つは異なる分光透過率特性を有する。
【００２９】
射出瞳の第１の領域を通過する光束は光電変換部Ｇ１１１、Ｇ１４１、Ｒ１３１、Ｂ１２１に入射する。射出瞳の第２の領域を通過する光束は光電変換部Ｇ１１２、Ｇ１４２、Ｒ１３２、Ｂ１２２に入射する。射出瞳の第３の領域を通過する光束は光電変換部Ｇ１１３、Ｇ１４３、Ｒ１３３、Ｂ１２３に入射する。射出瞳の第４の領域を通過する光束は光電変換部Ｇ１１４、Ｇ１４４、Ｒ１３４、Ｂ１２４に入射する。つまり、図４、８、９に示すような分光透過率特性が異なる３枚の画像を取得することが可能である。
【００３０】
撮像面上で瞳の領域を分割する撮像素子では、各光電変化部で得られた信号の位相差を検出することで焦点検出を行うことが可能である。特に、実施例２の構成においては、分光透過率特性が等しいバンドパスフィルター２１３、２１４に対応した光電変換部からの信号を用いて焦点検出を行うことで焦点検知精度が低下するのを抑制できる。
【００３１】
各バンドパスフィルターを通過した光束による色度調整や輝度補正等諸々の画像処理を行い合成することでマルチバンド画像を得ることが可能となる。
この実施例による画像合成は次式によって行われる。
【００３２】
Ｍｕｌｔｉｄａｔａ＝（Ｆ２１１ｄａｔａ×ＭＣ１＋Ｆ２１２ｄａｔａ×ＭＣ２＋Ｆ２１３ｄａｔａ×ＭＣ３＋Ｆ２１４ｄａｔａ×ＭＣ４）／（ＭＣ１＋ＭＣ２＋ＭＣ３＋ＭＣ４）        ・・・（２）
Ｍｕｌｔｉｄａｔａは画像合成後の画像データである。Ｆ２１１ｄａｔａはバンドパスフィルター２１１を通過した光束による画像データである。Ｆ２１２ｄａｔａはバンドパスフィルター２１２を通過した光束による画像データである。Ｆ２１３ｄａｔａはバンドパスフィルター２１３を通過した光束による画像データである。Ｆ２１４ｄａｔａはバンドパスフィルター２１４を通過した光束による画像データである。ＭＣ１〜４は合成パラメータである。本実施例においても、実施例１と同様に、図１０に示すＷ１〜６の波長バンドが取得可能である。バンドパスフィルターユニット２００は分光透過率特性が異なる所望のバンドパスフィルターユニットと切り替えることができる。
【００３３】
本実施例では、画素ごとに３つ以上の光電変換部を有し、少なくとも２つの光電変換部に対応するバンドパスフィルターの分光透過率特性が等しい。そして、図１２では、分光透過率特性が等しいバンドパスフィルターは横方向に並んでいるが、縦にならんでいてもよいし、縦横に並んでいてもよい。例えば、バンドパスフィルター２１２、２１４が同一の分光透過率特性を有してもよいし、バンドパスフィルター２１２、２１３、２１４が同一の分光透過率特性を有してもよい。即ち、同一の分光透過率特性を有するバンドパスフィルターは撮像素子の主走査方向に並んでいてもよいし、副走査方向に並んでいてもよいし、主走査方向と副走査方向の両方に並んでいてもよい。
【００３４】
このように、本実施例は、小型で、一度の撮影でマルチバンド画像を取得し、撮像素子で位相差方式の焦点検出を行うことが可能な撮像装置を提供することができる。
【実施例３】
【００３５】
実施例３の撮像装置は図１、実施例１、２と同様の構成を有する。簡単のため、本実施例では、バンドパスフィルターユニット２００、撮像素子１００の構成を実施例２と同様とする。
【００３６】
本実施例は、撮像光学系１の瞳のケラレを考慮した処理を行う。一般に、撮像光学系１においては軸外の光束についてケラレが生じ、周辺光量が低下する。さらに、瞳上において光束が非対称な形のケラレが生じることが多い。つまり、バンドパスフィルターを配置しない場合においても各光電変換部へ入射する光量が撮像素子上の位置によって変化する。そこで、本実施例ではケラレ効果の補正は次式によって行う。
【００３７】
Ｆ２１１ｄａｔａ２（ｘ，ｙ）＝ＭＩＮ［Ｆ２１１ｄａｔａ（ｘ，ｙ）／Ｓ１（ｘ，ｙ），ｑ］・・・（３）
Ｆ２１２ｄａｔａ２（ｘ，ｙ）＝ＭＩＮ［Ｆ２１２ｄａｔａ（ｘ，ｙ）／Ｓ２（ｘ，ｙ），ｑ］・・・（４）
Ｆ２１３ｄａｔａ２（ｘ，ｙ）＝ＭＩＮ［Ｆ２１３ｄａｔａ（ｘ，ｙ）／Ｓ３（ｘ，ｙ），ｑ］・・・（５）
Ｆ２１４ｄａｔａ２（ｘ，ｙ）＝ＭＩＮ［Ｆ２１４ｄａｔａ（ｘ，ｙ）／Ｓ４（ｘ，ｙ），ｑ］・・・（６）
ここで、ｘ，ｙは撮像面上の座標である。Ｆ２１１ｄａｔａ２（ｘ，ｙ）は光量補正されたバンドパスフィルター２１１を通過した光束による画像データである。Ｆ２１２ｄａｔａ２（ｘ，ｙ）は光量補正されたバンドパスフィルター２１２を通過した光束による画像データである。Ｆ２１３ｄａｔａ２（ｘ，ｙ）は光量補正されたバンドパスフィルター２１３を通過した光束による画像データである。Ｆ２１４ｄａｔａ２（ｘ，ｙ）は光量補正されたバンドパスフィルター２１４を通過した光束による画像データである。ＭＩＮ［ａ，ｂ］はａ，ｂのうち値が小さい方をとる演算を表す。ｑはその画像における輝度の最大値を表す。例えば、８ｂｉｔで表現される画像であればｑ＝２５５となる。軸上の光電変換部に入射する光量を１としたときの、軸外の光電変換部に入射する光量を補正係数Ｓ１（ｘ，ｙ）、Ｓ２（ｘ，ｙ）、Ｓ３（ｘ，ｙ）、Ｓ４（ｘ，ｙ）とする。補正係数については撮像装置内に記憶すればよい。
【００３８】
また、一般に、補正係数はズーミングやフォーカシングによっても変化するため、これらの情報を記憶しておき、ズームやフォーカス位置に応じて適切な補正係数を用いることが望ましい。本実施例は、数式３〜６による補正を行った後、数式２を適用することでマルチバンド画像を生成する。
【００３９】
図１４は、本実施例の撮像装置のブロック図である。
【００４０】
撮像素子１００は、撮像光学系１を介して像面に形成された光学像を電気信号に変換する。撮像光学系１と撮像素子１００は図１に示す構成に対応する。また、Ａ／Ｄ変換器１００１は撮像素子１００のアナログ信号出力をデジタル信号（画像データ）に変換して画像処理部１００２に供給する。ここでの画像データは、実施例１、２で記したように複数の光電変換部からの複数の画像データも含む。画像処理部１００２は、Ａ／Ｄ変換器１００１からの各画像データに対して所定の画素補間処理や色変換処理等を行う。また、画像処理部１００２は、光電変換部に入射する光束の光量情報に関する像高特性に基づいて軸外の光量低下を補正するように数式（３）から（６）を使用して光電変換部で取得された信号を変化させる手段として機能する。
【００４１】
データ記憶部１００３は、撮像光学系１による瞳のケラレによって生じる光量変動を補正するための撮像光学系１に対応する補正係数算出用データを記憶している。データ記憶部１００３にはマルチバンド画像作成のための合成パラメータ算出用データが記憶されていてもよい。
【００４２】
補正係数算出部１００４は、これら２つの補正係数、合成パラメータ算出用データを用いて画像調整に用いる各補正係数、合成パラメータを算出する。画像合成部（画像合成手段）１００５は、各補正係数、合成パラメータを用いて複数枚の分光透過率特性が異なる画像を合成することでマルチバンド画像を生成する。
【００４３】
画像記録媒体１００６は、マルチバンド画像や合成前の複数枚画像を記録、保存する。状態検知部１００７はバンドパスフィルターユニット２００の装着の有無を判定する。焦点検出部（焦点検出手段）１００８は、複数の光電変換部で得られた信号に基づいて、位相差方式の焦点検出を行う。
【００４４】
撮像光学系制御部１００９は、焦点検出部１００８からの情報により、撮像光学系１に含まれるフォーカスレンズ群の移動量を算出し、算出した移動量に応じてステッピングモータなどの駆動手段を制御する。
【００４５】
システムコントローラー１０１０は、撮像装置の全体の動作を制御する制御手段であり、上述したケラレ補正などを行う。
【００４６】
表示部１１００は、例えば、液晶表示素子で構成された表示装置からなる。
【００４７】
図１５は、システムコントローラー１０１０がマルチバンド画像を取得するための動作を説明するためのフローチャートであり、「Ｓ」はステップ（工程）の略である。
【００４８】
ユーザーから撮影信号が入力されると、状態検知部１００７がバンドパスフィルターユニット２００の装着の有無を判定する（Ｓ３００）。バンドパスフィルターユニット２００が装着されていなければ（Ｓ３００のＮｏ）、通常撮影モードとなり、合焦動作を行って（Ｓ３０２）画像を取得して（Ｓ３０２）撮影を完了する。
【００４９】
一方、バンドパスフィルターユニット２００が装着されていれば（Ｓ３００のＹｅｓ）、システムコントローラー１０１０はバンドパスフィルター情報を取得する（Ｓ３０６）。ユーザーがバンドパスフィルター情報を入力してもよいが、バンドパスフィルターユニット２００に分光透過率の情報を記憶する不図示の記憶手段を備え、状態検知部１００７が記憶手段から分光透過率の情報を読み取ってもよい。分光透過率の情報は、数式（１）や（２）における合成パラメータＭＣ１、ＭＣ２などを算出するのに使用されるが、算出方法は知られているので詳しい説明は省略する。レンズ装置であれば、この記憶手段は、レンズ装置の記憶手段であってもよい。
【００５０】
次に、システムコントローラー１０１０は合焦動作を実行する（Ｓ３０８）。バンドパスフィルター２１３、２１４に対応した光電変換部からの信号を用いて焦点検出を行うことによって焦点検出精度を維持することができる。
【００５１】
次に、実施例２で説明したように、撮像素子１００の複数の光電変換部からの信号から複数枚の分光透過率特性の異なる画像を取得する（Ｓ３１０）。次に、システムコントローラー１０１０は、データ記憶部１００３から補正係数、合成パラメータ算出用データを読み出し、補正係数算出部１００４を介して各補正係数、合成パラメータを算出する（Ｓ３１２）。なお、補正係数の算出は周辺光量補正の方法と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００５２】
次に、システムコントローラー１０１０は、夫々の画像に対応する前記補正係数、合成パラメータを用いて複数の画像に補正を加える（Ｓ３１４）。次に、システムコントローラー１０１０は、画像合成部１００５に、数式（２）を利用して補正された複数の画像を合成してマルチバンド画像を形成させる（Ｓ３１６）。その後、システムコントローラー１０１０は、マルチバンド画像を画像記録媒体１００６に保存したり、表示部１１００に表示したりする。
【００５３】
本実施例も、小型で、一度の撮影でマルチバンド画像を取得し、撮像素子で位相差方式の焦点検出を行うことが可能な撮像装置を提供することができる。
【００５４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、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】
【００５５】
本発明は、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置や、交換レンズ等のレンズ装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…撮像光学系、Ｇ１１０…画素、１００…撮像素子、Ｇ１１０、Ｇ１１２…光電変換素子、２００…バンドパスフィルターユニット、２０１、２０２…バンドパスフィルター
Ｅｘｐ…射出瞳、Ｐ１，Ｐ２…射出瞳の異なる領域
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図２】
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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１４】
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