(57)【要約】【課題】多点焦点検出方式において、画面の周辺部の焦点検出領域での焦点検出値は、倍率色収差の影響を受け、焦点調節用の高周波成分の抽出が困難である。【解決手段】合焦精度を向上させた多点焦点検出方式を採用した撮像装置を提供する。この撮像装置においては、合焦精度を向上させるため、各色信号の高周波成分を所定の比率で合成して、焦点調節用の焦点検出値を求めるように構成した多点焦点検出方式の焦点調節機構を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から得られる前記被写体像の出力信号を複数の色信号成分に分離する色信号成分分離手段と、
前記色信号成分分離手段から出力される前記複数の色信号成分に対して、それぞれ色信号高周波成分を検出する高周波成分検出手段と、
前記撮像手段の撮像画面内の複数の位置に設定された焦点検出領域に関し、各焦点検出領域の前記撮像画面内における位置を表す距離を算出する焦点検出領域位置情報検出手段と、
前記焦点検出領域毎に色信号情報を検出する色信号情報検出手段と、
前記焦点検出領域毎に、前記距離と前記色信号情報に基づいて、前記高周波成分検出手段から出力されるそれぞれの前記色信号高周波成分を合成し、焦点検出評価値を生成する焦点検出評価値生成手段と、を備える、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記焦点検出領域位置情報検出手段は、前記各焦点検出領域における光軸から焦点検出領域中心までの前記距離を算出し、
前記焦点検出評価値合成手段は、前記距離と前記色信号情報に基づいて、前記高周波成分の合成を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
動き検出手段と、
前記動き検出手段から出力される動き情報に基づいて、前記撮像手段の前記撮像画面内の有効画像データ領域の切り出し位置を制御する防振制御手段と、を更に備え、
前記焦点検出領域位置情報検出手段は、前記防振制御手段が動作する場合は、前記防振制御手段による前記有効画像データ領域の前記切り出し位置に基づいて、前記距離を算出する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記焦点検出評価値合成手段は、
前記距離が特定の値より小さい場合は、それぞれの前記色信号高周波成分を視感度特性に合わせて合成し、
前記距離が前記特定の値より大きい場合は、それぞれの前記色信号高周波成分を前記色信号情報を参照して合成する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記焦点検出評価値合成手段は、前記距離が特定の値より大きい場合は、前記色信号情報を参照し、前記焦点検出領域内で支配的な色味に対応する前記色信号高周波成分の合成比率が大きくなるように、それぞれの前記色信号高周波成分を合成する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記色信号情報検出手段は、前記焦点検出領域内の平均の彩度と色味を検出し、
前記焦点検出評価値合成手段は、前記距離が特定の値より大きい場合は、前記彩度が大きくなるほど、前記焦点検出領域内で支配的な色味に対応する前記色信号高周波成分の合成比率が大きくなるように、それぞれの前記色信号高周波成分を合成する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像手段から出力された被写体像の出力信号を複数の色信号成分に分離する色信号成分分離工程と、
前記色信号成分分離工程で出力される前記複数の色信号成分に対して、それぞれ色信号高周波成分を検出する高周波成分検出工程と、
前記撮像手段における撮像画面内の複数の位置に設定された焦点検出領域に関し、各焦点検出領域の前記撮像画面内における位置を表す距離を算出する焦点検出領域位置情報検出工程と、
前記焦点検出領域毎に色信号情報を検出する色信号情報検出工程と、
前記焦点検出領域毎に、前記距離と前記色信号情報に基づいて、前記高周波成分検出工程から出力されるそれぞれの前記色信号高周波成分を合成し、焦点検出評価値を生成する焦点検出評価値生成工程と、を備える、ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置の制御方法の手順を記述したコンピュータで実行可能なプログラム。
【請求項９】
請求項７に記載の撮像装置の制御方法の手順を記述したコンピュータで実行可能なプログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動合焦技術に特徴を備える撮像装置、撮像装置の制御方法、プログラム、及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
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では、固体撮像素子から得られる輝度信号の高周波成分を用いて合焦動作を行う自動焦点検出処理の技術が搭載されている。この自動焦点検出処理では、フォーカスレンズを移動させながら、撮像画面内に設定された焦点検出領域内の輝度信号の高周波成分を積分することにより、最もコントラストが大きくなるレンズ位置を、合焦点として検出する。
【０００３】
従来技術における撮像装置では、この自動焦点検出処理について、被写体光を複数種類の色信号成分に分離し、レンズの焦点距離と絞りに応じて、任意の割合で合成した後に高周波成分を検出し、焦点検出領域内で積分を行って焦点調節を行う。このような自動焦点検出処理の技術の提案が、たとえば特許文献１に開示されている。
【０００４】
また、撮像画面内の複数の焦点検出領域から、あらかじめ特定の焦点検出領域を選択しておく。そして、その特定の焦点検出領域で得られる焦点検出値に対して、焦点検出領域内の被写体の色信号情報と、焦点検出領域の撮像画面内での位置に応じた補正を行って合焦位置を調節する提案もされている。
【特許文献１】特開２００１−１４１９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された従来例では、焦点検出領域の位置、及び焦点検出領域内の色信号情報に応じて複数の色信号成分の合成比率を変えてはいない。そのため、多点焦点検出方式の撮像装置に適用した場合、レンズの倍率色収差の影響によって、撮像画面の中心部に比べ、周辺部の焦点検出領域からは、合焦に値しない評価値しか得られないという問題があった。
【０００６】
また、従来例では、白色光信号として検出した特定の焦点検出領域の焦点検出値に対して、その焦点検出領域の位置と色信号情報に応じた補正値を参照し、レンズ位置を動かす制御を行う。そのため、複数の焦点検出領域からの焦点検出値を同一の条件で比較し、撮像画面内での合焦位置を自動的に決定することが出来ないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、合焦精度のさらなる向上を実現した撮像方法の提案を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の実施形態における撮像装置は、
被写体像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から得られる前記被写体像の出力信号を複数の色信号成分に分離する色信号成分分離手段と、
前記色信号成分分離手段から出力される前記複数の色信号成分に対して、それぞれ色信号高周波成分を検出する高周波成分検出手段と、
前記撮像手段の撮像画面内の複数の位置に設定された焦点検出領域に関し、各焦点検出領域の前記撮像画面内における位置を表す距離を算出する焦点検出領域位置情報検出手段と、
前記焦点検出領域毎に色信号情報を検出する色信号情報検出手段と、
前記焦点検出領域毎に、前記距離と前記色信号情報に基づいて、前記高周波成分検出手段から出力されるそれぞれの前記色信号高周波成分を合成し、焦点検出評価値を生成する焦点検出評価値生成手段と、を備える。
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の他の実施形態における撮像装置の制御方法は、
撮像手段から出力された被写体像の出力信号を複数の色信号成分に分離する色信号成分分離工程と、
前記色信号成分分離工程で出力される前記複数の色信号成分に対して、それぞれ色信号高周波成分を検出する高周波成分検出工程と、
前記撮像手段における撮像画面内の複数の位置に設定された焦点検出領域に関し、各焦点検出領域の前記撮像画面内における位置を表す距離を算出する焦点検出領域位置情報検出工程と、
前記焦点検出領域毎に色信号情報を検出する色信号情報検出工程と、
前記焦点検出領域毎に、前記距離と前記色信号情報に基づいて、前記高周波成分検出工程から出力されるそれぞれの前記色信号高周波成分を合成し、焦点検出評価値を生成する焦点検出評価値生成工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、合焦精度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜実施形態１＞
以下、図面にしたがって、本発明の実施形態に係る撮像装置の構成及び動作を順次説明する。図１は、本発明の実施形態１である撮像装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る撮像装置では、多点焦点検出式のオートフォーカス処理（以下、多点ＡＦとする。）を行うものとする。
【００１２】
図１において、１はレンズ及び絞り機構を含む光学系、２は原色フィルタがベイヤー状に配置された固体撮像素子、３はＣＤＳ回路およびＡ／Ｄ変換回路を含むアナログフロントエンド部（以下ＡＦＥとする）を示す。
【００１３】
また、５は固体撮像素子２、ＡＦＥ３等を動作させるクロック信号等を発生するタイミング信号発生回路、４は光学系１及び固体撮像素子２の駆動回路である。また７は、ＡＦＥ３から得られる画像データ（図中ＲＡＷと表記）から輝度信号及び色差信号を生成するカメラ信号処理回路を示す。
【００１４】
さらに８は、自動焦点調節処理（以下ＡＦ処理と表記する。）用のＡＦ評価値を生成するＡＦ評価値生成回路、９は画像データを記憶する画像メモリ、１０はカメラ信号処理された画像データを符号化圧縮処理する符号化圧縮処理回路である。
【００１５】
また１２は、画像データを記録する、撮像装置から取り外し可能な記録媒体、１１は符号化圧縮処理された画像データを記録媒体１２に記録する記録処理回路、１４はカメラ信号処理された画像データを表示する画像表示装置である。
【００１６】
また１３は、画像表示装置１４に画像データを表示させる表示制御回路、６は撮像装置全体を制御するシステム制御部、また１５は、システム制御部６と撮像装置内の各回路ブロックとの通信を行うバスである。さらに１６は、システム制御部６で実行される制御方法を記載したプログラム、プログラムを実行する際に使用されるパラメータやテーブル等の制御データを記憶しておく不揮発性メモリ（ＲＯＭ）である。また１７は、不揮発性メモリ１６に記憶されたプログラムおよび制御データを転送して記憶し、システム制御部６が撮像装置を制御する際に使用する揮発性メモリ（ＲＡＭ）である。
【００１７】
以下、上述のように構成された撮像装置での撮影動作について説明する。撮影動作に先立ち、撮像装置の電源投入時等のシステム制御部６の動作開始時において、ＲＯＭ１６から必要なプログラム、制御データおよび補正データを揮発性メモリ１７に転送して記憶しておくものとする。
【００１８】
また、これらのプログラムやデータは、システム制御部６が撮像装置を制御する際に使用する。さらに必要に応じて、追加のプログラムやデータを不揮発性メモリ１６から揮発性メモリ１７に転送したり、システム制御部６が直接不揮発性メモリ１６内のデータを読み出して使用する。
【００１９】
まず、駆動回路４は、システム制御部６からの制御信号により、絞り機構とレンズを含む光学系４を駆動して、適切な明るさに設定された被写体像を固体撮像素子２に結像させる。
【００２０】
固体撮像素子２は、システム制御部６により制御されるタイミング信号発生回路５が発生する動作クロックパルスをもとに駆動され、被写体像を光電変換により電気信号に変換してアナログ画像信号として出力する。
【００２１】
固体撮像素子２から出力されたアナログの画像信号は、システム制御部６により制御されるタイミング信号発生回路５が発生する動作パルスにより、ＡＦＥ３内部に設けられる図示しないＣＤＳ回路でクロック同期性ノイズを除去する。その後、ＡＦＥ３内部の図示しないＡ／Ｄ変換回路でデジタル画像信号に変換される。
【００２２】
システム制御部６により制御されるカメラ信号処理回路７では、ＲＧＢ分離処理回路７０で、ＡＦＥ３の出力であるデジタル画像信号をＲ、Ｇ及びＢの各色信号に分離した後、ホワイトバランスをとる。また、ＹＣマトリクス処理回路７１は、ホワイトバランス後のＲＧＢ信号から低域輝度信号ＹＬと色差信号ＣＲ及びＣＢを生成する。また、ＢＰＦ７２では、ＡＦＥ３から出力されるＲＡＷから高域輝度信号ＹＨを抽出し、ＡＰＣ処理回路７３において、低域輝度信号ＹＬに、高域輝度信号ＹＨを加算して、輪郭補償された輝度信号Ｙを出力する。
【００２３】
また、ＲＧＢ分離処理回路７０から出力される、ホワイトバランス処理後のＲ、Ｇ及びＢの各信号は、ＡＦ評価値生成回路８にも入力される。
【００２４】
画像メモリ９は、信号処理中のデジタル画像信号を一時的に記憶したり、信号処理されたデジタル画像信号である画像データを記憶したりするために用いられる。以下、デジタル画像信号は、画像データとして説明する。
【００２５】
符号化圧縮処理回路１０は、システム制御部６によって制御され、カメラ信号処理回路７で信号処理された画像データを映像信号規格に準拠した方式で符号化圧縮する。符号化圧縮された画像データは、システム制御部６によって制御される記録処理回路１１で、記録媒体１２に適したデータ形式に変換され、記録媒体１２に記録される。
【００２６】
また、カメラ信号処理回路７の出力の画像データは、表示制御回路１３において画像表示装置１４に適した信号（例えばＮＴＳＣ方式のアナログ信号等）に変換されて画像表示装置１４で表示される。
【００２７】
ここで、システム制御部１５は、バス１５を介して、駆動回路４、タイミング信号発生回路５、カメラ信号処理回路７、ＡＦ評価値生成回路８、符号化圧縮処理回路１０、表示制御回路１３、記録処理回路１１等を制御する。各信号処理回路に必要な制御パラメータや、各信号処理回路を制御するプログラム等の情報は、システム制御部６に接続されたＲＯＭ１６から読み出される。
【００２８】
図１において、８は、ＡＦ評価値生成回路である。以下、ＡＦ評価値生成回路８の構成について説明する。
【００２９】
８００、８０１及び８０２は、カメラ信号処理回路７から出力されるＲ、Ｇ及びＢ信号に対して、それぞれ、高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈを検出するためのバンドパスフィルタ回路（以下ＢＰＦと表記する。）である。８０３、８０４及び８０５は、カメラ信号処理回路７から出力されるＲＧＢ信号をそれぞれ焦点検出領域ごとに積分し、焦点検出領域の大きさで正規化する積分回路である。
【００３０】
８０６は、ＡＦ評価値生成処理の過程で一時的に処理中の信号を保持するためのＲＡＭであり、ここではＡＦ−ＲＡＭと呼ぶ。８０７は、カメラ信号処理回路７から出力されるＲＧＢ信号の積分値Ｒａｖ、Ｇａｖ及びＢａｖから、焦点検出領域内の平均の彩度Ｃを求める彩度検出回路である。また８０８は、積分値Ｒａｖ、Ｇａｖ及びＢａｖの大小を比較し、焦点検出領域内の色が、Ｒ、Ｇ及びＢのいずれに偏っているかを示すフラグ「max_col」を出力する色味検出回路である。
【００３１】
さらに８０９は、焦点検出領域内の平均の彩度Ｃ、色味検出回路８０８のフラグ「max_col」、システム制御部６から入力される焦点検出領域位置情報を用いてＲ、Ｇ及びＢ信号の高周波成分の合成比Ｋｒ、Ｋｇ及びＫｂを生成する合成比生成回路である。また８１０は評価値合成回路である。評価値合成回路８１０では、合成比生成回路８０９の出力である合成比Ｋｒ、Ｋｇ及びＫｂを用い、バンドパスフィルタ回路８００乃至８０２の出力であるＲ、Ｇ及びＢ信号の高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈを合成する。そしてＡＦ評価用の輝度信号「AF_Y」を生成する。
【００３２】
８１１は、評価値合成回路８１０の出力である輝度信号「AF_Y」を、焦点検出領域内の全画素分につき積分し、焦点検出領域における最終的なＡＦ評価値「AF_Y_av」を出力する積分回路である。また８１２は、画像メモリ９と画像データの通信を行う画像メモリインターフェース（画像メモリＩ／Ｆと表記する。）である。
【００３３】
次に、図２のフローチャート図を参照しながら、ＡＦ評価値生成処理回路８の動作について、説明する。
【００３４】
まず、処理の開始後のステップＳ２０１では、システム制御部６において、ＲＡＭ１７等に設定される図示しない焦点検出領域カウンタの値を０にリセットする。ステップＳ２０２では、システム制御部６によって、ＲＯＭ１６から、焦点検出領域カウンタで指定された焦点検出領域の座標が読み出され、ＲＡＭ１７に書込まれる。
【００３５】
ステップＳ２０３では、カメラ信号処理回路７から出力されるＲＧＢ信号が読み込まれる。ステップＳ２０４では、システム制御部６によって、ＲＡＭ１７に書込まれたＡＦ焦点検出領域の座標と、カメラ信号処理回路７から読み込まれたＲＧＢ信号の画素データの位置が比較される。そして、ＲＧＢ信号の画素データがＡＦ評価値の焦点検出領域内に位置する場合には、ステップＳ２０５及びステップＳ２０６に移行する。しかし、そうでない場合には、カメラ信号処理回路７から、次の位置のＲＧＢ信号の画素データが入力されるのを待機する。
【００３６】
ステップＳ２０５では、焦点検出領域内の全ての画素データについて、ＲＧＢ信号が、積分回路８０３、８０４及び８０５で夫々積分される。ＲＧＢ信号の夫々の積分値Ｒａｖ、Ｇａｖ及びＢａｖは、ＡＦ−ＲＡＭ８０６に格納される。
【００３７】
ステップＳ２０６では、バンドパスフィルタ回路８００、８０１及び８０２において、ＲＧＢ信号から、高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈが抽出され、画像メモリＩ／Ｆ８１２を介して、画像メモリ９に格納される。
【００３８】
ステップＳ２０７では、焦点検出領域内の全ての画素データについて、ステップＳ２０５及びステップＳ２０６の処理が行われたか否かを判定する。
【００３９】
焦点検出領域内の全ての画素について、ステップＳ２０５及びステップＳ２０６処理が終了している場合には、ステップＳ２０８に移行し、そうでない場合には、ステップＳ２０３に戻る。
【００４０】
ステップＳ２０８では、ＡＦ−ＲＡＭ８０６からＲＧＢ信号の積分値Ｒａｖ、Ｇａｖ及びＢａｖを読み出す。その後ステップＳ２０９では、彩度検出回路８０７において、数式１に示す演算により、焦点検出領域内の平均の彩度Ｃを求める。
【００４１】
【数１】
2008076878.tif 000003
【００４２】
かくして得られた焦点検出領域内の平均の彩度Ｃは、ＡＦ−ＲＡＭ８０６に格納される。ステップＳ２１０では、色味検出回路８０８において、ＡＦ−ＲＡＭ８０６から読み出したＲＧＢ信号の積分値Ｒａｖ、Ｇａｖ及びＢａｖの大小を比較する。そして、焦点検出領域内の被写体にＲＧＢ信号のどの色信号成分が最も多く含まれているかを示すフラグ「max_col」を設定する。
【００４３】
ステップＳ２１０において、積分値Ｒａｖ、Ｇａｖ及びＢａｖのうち、Ｒ信号の積分値Ｒａｖが最大の場合には、フラグ「max_col」＝０とする。また、Ｇ信号の積分値Ｇａｖが最大の場合には、フラグ「max_col」＝１、Ｂ信号の積分値Ｂａｖが最大の場合には、フラグ「max_col」＝２をそれぞれ設定する。このように設定された焦点検出領域内の色味を示すフラグ「max_col」が、ＡＦ−ＲＡＭ８０６に格納される。
【００４４】
ステップＳ２１１では、ＡＦ−ＲＡＭ８０６から、焦点検出領域内の平均の彩度Ｃと焦点検出領域内の色味を示すフラグ「max_col」が読み出される。そして、ステップＳ２１２で、合成比生成回路８０９において、ＲＧＢ信号の高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈを合成するための合成比Ｋｒ、Ｋｇ及びＫｂが算出される。合成比生成処理８０９の動作については、後ほど詳細に説明する。
【００４５】
ステップＳ２１３では、システム制御部６によって、画像メモリ９に格納された、ＲＧＢ信号の高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈが画像メモリＩ／Ｆ８１２を介して、１画素データずつ読み出され、評価値合成回路８１０に送出される。また、ステップＳ２１４では、評価値合成回路８１０において、数式２に示すように、ＲＧＢ信号の高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈが、合成比Ｋｒ：Ｋｇ：Ｋｂの割合で合成され、ＡＦ評価用の輝度信号「AF_Y」が算出される。
【００４６】
【数２】
2008076878.tif 000004
【００４７】
ステップＳ２１５では、積分回路８１１において、評価値合成回路８１０から出力される輝度信号「AF_Y」を積分し、ＡＦ評価値「AF_Y_av」を出力する。出力されるＡＦ評価値「AF_Y_av」はＡＦ−ＲＡＭ８０６に格納される。
【００４８】
ステップＳ２１６では、焦点検出領域内の全ての画素データについて、輝度信号「AF_Y」を積分したかを判定する。焦点検出領域内の全ての画素データについて積分処理が終了している場合には、ステップＳ２１７に移行する。しかし、そうでない場合にはステップＳ２１３に戻る。
【００４９】
ステップＳ２１７では、積分回路８１１から出力される輝度信号「AF_Y」の積分値であるＡＦ評価値「AF_Y_av」を、ＡＦ−ＲＡＭ８０６に格納する。ステップＳ２１８では、システム制御部６において、焦点検出領域カウンタの値を１つインクリメントする。
【００５０】
ステップＳ２１９では、焦点検出領域カウンタの値を参照し、全ての焦点検出領域について輝度信号の積分値「AF_Y_av」を生成したかを判定する。全ての焦点検出領域において、輝度信号の積分値であるＡＦ評価値「AF_Y_av」の生成が終了している場合には、ステップＳ２２０に移行し、そうでない場合には、ステップＳ２０２に戻る。
【００５１】
ステップＳ２２０では、システム制御部６によって、各焦点検出領域に対応するＡＦ評価値「AF_Y_av」がＡＦ−ＲＡＭ８０６から読み出され、ＲＡＭ１７に格納される。以上の一連の動作により、全ての焦点検出領域に対応するＡＦ評価値が生成される。
【００５２】
次に、図３のフローチャート図を参照しながら、合成比生成回路８０９での合成比生成処理の流れを説明する。ステップＳ３０１では、システム制御部６によって、ＲＯＭ１６から光学系１に含まれるレンズに固有の色収差情報が読み出され、ＲＡＭ１７にロードされる。
【００５３】
レンズに固有の色収差情報は、例えば、図４に示すようなグラフで表されるデータであり、焦点距離と焦点検出領域の位置に応じた倍率色収差の度合いを表すものである。図４において、横軸は光軸から焦点検出領域の中心までの距離Ｄであり、縦軸は倍率色収差のレベルである。
【００５４】
ステップＳ３０２では、システム制御部６によって、レンズの位置から、焦点距離が算出される。また、ステップＳ３０３では、システム制御部６によって、各焦点検出領域の位置情報が算出される。さらに、ステップＳ３０４では、システム制御部６によって、ＲＡＭ１７にロードしたレンズに固有の色収差情報から、ステップＳ３０２で算出した焦点距離及び、ステップＳ３０３で算出した焦点検出領域の位置情報に対応する倍率色収差のレベルを読み出す。
【００５５】
ステップＳ３０５では、システム制御部６によって、ステップＳ３０４で読み出した倍率色収差のレベルと、図４に示す閾値ＴＨ１との大小を比較する。そして倍率色収差の度合いが、閾値ＴＨ１よりも小さい場合にはステップＳ３０６に進む。この場合、倍率色収差の悪影響がないため、視感度特性に合わせた合成比となるよう、高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈの合成比を例えば、Ｋｒ：Ｋｇ：Ｋｂ＝５：９：２と設定し、処理を終了する。
【００５６】
一方、倍率色収差の度合いが閾値ＴＨ１よりも大きい場合には、ステップＳ３０７に移行する。ステップＳ３０７では、焦点検出領域カウンタで指定された焦点検出領域の平均の彩度Ｃを、ＡＦ−ＲＡＭ８０６から読み出し、図４に示す閾値ＴＨ２との大小を比較する。
【００５７】
この場合、彩度Ｃが閾値ＴＨ２よりも小さい場合には、ステップＳ３０８に進む。この場合、焦点検出領域内の彩度を無彩色とみなし、倍率色収差による色ずれの影響が焦点検出値に反映されないよう、高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈの合成比をＫｒ：Ｋｇ：Ｋｂ＝０：１：０と設定する。一方、ステップＳ３０７の判断で彩度Ｃが閾値ＴＨ２よりも大きい場合には、無彩色ではないとみなし、ステップＳ３０９に進む。
【００５８】
ステップＳ３０９では、ＡＦ−ＲＡＭ８０６から、焦点検出領域内の色味を示すフラグ「max_col」を読み出す。そして、フラグ「max_col」の値が０である場合、すなわち、焦点検出領域内で、Ｒの積分値Ｒｖが最も大きい場合には、ステップＳ３１０で、高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈの合成比を例えば、Ｋｒ：Ｋｇ：Ｋｂ＝１：０：０と設定し、処理を終了する。
【００５９】
このように、高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈを混合しないことによって、倍率色収差による色ずれの影響が焦点検出値に反映されることを防ぎ、さらに、Ｒ信号成分の多い被写体に適した焦点検出が行えるようになる。一方、フラグ「max_col」の値が０でない場合には、ステップＳ３１１に移行する。
【００６０】
ステップＳ３１１では、フラグ「max_col」の値が１であるかどうかを判定する。フラグ「max_col」の値が１、すなわち、焦点検出領域内で、Ｇ信号の積分値Ｇｖが最も大きい場合には、ステップＳ３１２で、高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈの合成比を、例えばＫｒ：Ｋｇ：Ｋｂ＝０：１：０と設定し、処理を終了する。
【００６１】
このように、高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈを混合しないことによって、倍率色収差による色ずれの影響が焦点検出値に反映されることを防ぎ、かつ、Ｇ信号成分の多い被写体に適した焦点検出が行えるようになる。一方、フラグ「max_col」の値が１でない場合には、ステップＳ３１３に移行する。
【００６２】
ステップＳ３１３では、フラグ「max_col」の値が２、すなわち、焦点検出領域内で、Ｂ信号の積分値Ｂｖが最も大きいとみなされる場合である。したがって、高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈの合成比を例えば、Ｋｒ：Ｋｇ：Ｋｂ＝０：０：１と設定し、処理を終了する。
【００６３】
このように高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈを混合しないことによって、倍率色収差による色ずれの影響が焦点検出値に反映されることを防ぐ。さらに、Ｂ信号成分の多い被写体に適した焦点検出が行えるようになる。以上の判定の後、合成比Ｋｒ、Ｋｇ及びＫｂは、ＡＦ−ＲＡＭ８０６に書き込まれ、合成比生成回路８０９の処理が終了する。
【００６４】
尚、上記の処理において、各焦点検出領域の位置情報は、光軸から各焦点検出領域の中心位置までの距離Ｄで定義される。例えば、図５に示すように、焦点検出領域ａ１の中心と焦点検出領域の中心を結ぶ線分Ｄの長さで定義される。
【００６５】
また、レンズに固有の色収差情報は、撮像装置の工場出荷調整時にあらかじめ、テストチャート等を撮影して算出しておくものとする。
【００６６】
例えば、レンズのズーム位置を動かしながら、図６に示すような、各焦点検出領域において同一の周波数の被写体が表示されたチャートを撮影する。そして、ＲＧＢ信号の高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈ、及び高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈをＲｈ：Ｇｈ：Ｂｈ＝１：１：１で合成した輝度高周波成分Ｙｈを求める。
【００６７】
次に、高周波成分Ｇｈと輝度高周波成分Ｙｈを焦点検出領域ごとに積分し、各焦点検出領域において、焦点検出値「Gh_sum」及び「Yh_sum」を求める。
【００６８】
次に、各焦点検出領域において、測定値「Yh_sum」でレンズの位置を制御して撮影した画像データと、焦点検出値「Gh_sum」でレンズの位置を制御して撮影した画像データを取得する。
【００６９】
ここで、図６のチャートのような、モノクロの被写体を撮影したとき、輝度信号において最も含有率が高いのがＧ信号である。したがって、焦点検出値「Gh_sum」でレンズの位置を制御して撮影した画像データからは、焦点調節のための合焦情報が得やすい。
【００７０】
一方、測定値「Yh_sum」でレンズの位置を制御して撮影した画像データでは、倍率色収差の影響により、光軸からの距離が長くなるほど、ＲＧＢ信号の結像位置のずれが大きくなり、解像感が劣化する。
【００７１】
したがって、焦点検出値「Gh_sum」でレンズの位置を制御して撮影した画像データを基準とし、測定値「Yh_sum」でレンズの位置を制御して撮影した画像データの解像感を評価する。これにより、光軸からの距離Ｄについて、倍率色収差による解像度劣化が出現し始める閾値ＴＨ１を検出することができる。以上のようにして、焦点距離ごとに、倍率色収差による解像度劣化が出現しはじめる閾値ＴＨ１のデータをあらかじめ測定し、ＲＯＭ１６に記憶しておく。
【００７２】
以上、図２乃至図６を用いて説明したように、ＡＦ評価値生成回路８では、図５に示すような、撮像画面内の複数の焦点検出領域に対応する複数の焦点検出値が算出され、ＲＡＭ１７に格納される。その後、システム制御部６によって、ＲＡＭ１７から、複数の焦点検出領域に対応した全ての焦点検出値が読み出される。そして、複数の焦点検出値に対して、大小比較や重み付け演算等が行われ、最終的に撮像画面内のいずれの位置に焦点を合わせるかが決定される。そして、その結果に基づいて、光学系１の駆動回路４にレンズの位置制御のための情報が供給される。そして、光学系１のレンズが、移動制御されることで、所謂オートフォーカス制御が行われることなる。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態１によれば、光軸と焦点検出領域との距離Ｄ、及び焦点検出領域内の色信号情報を考慮して、撮像光学系の倍率色収差の影響を排除して、ＡＦ評価値を生成する。したがって、撮像画面内の全ての焦点検出領域で合焦精度を向上させることができる。
【００７４】
また、実施形態１によれば、撮像画面内の全ての焦点検出領域において、撮像光学画系の倍率色収差の影響が排除された焦点検出値を得ることができる。したがって、複数の焦点検出領域から得られた焦点検出値を同一の条件で取り扱い、大小比較などを行って、自動的に合焦位置を決定する制御も可能となる。
【００７５】
＜実施形態２＞
図７は、本発明の実施形態２である撮像装置の構成を示すブロック図である。実施形態２の撮像装置では、ＡＦ評価値生成回路８において、色味検出回路８０８を持たず、また、合成比生成回路８０９の部分が実施形態１と異なる。それ以外の構成並びに動作については、実施形態１と同様であるので、同じ参照番号を付し、説明を省略する。以下、本実施形態２における、合成比生成回路８０９の処理の流れについて、図８のフローチャート図を用いて説明する。
【００７６】
処理の開始後ステップＳ８０１では、システム制御部６によって、ＲＯＭ１６からレンズに固有の色収差情報が読み出され、ＲＡＭ１７にロードされる。レンズに固有の色収差情報は、例えば、図４に示すようなグラフで表されるデータであり、焦点距離と焦点検出領域の位置に応じた倍率色収差の度合いを表すものである。
【００７７】
ステップＳ８０２では、システム制御部６によって、レンズの位置から、焦点距離が算出される。ステップＳ８０３では、システム制御部６によって、各焦点検出領域の位置情報が算出される。
【００７８】
ステップＳ８０４では、システム制御部６によって、ＲＡＭ１７に記憶したレンズに固有の色収差情報から、ステップＳ８０２で算出した焦点距離及び、ステップＳ８０３で算出した焦点検出領域の位置情報に対応する倍率色収差のレベルを読み出す。
【００７９】
ステップＳ８０５では、システム制御部６によって、ステップＳ８０４で読み出した倍率色収差のレベルと、所定の閾値ＴＨ１との大小を比較する。
【００８０】
倍率色収差の度合いが、閾値ＴＨ１よりも小さい場合には、アウテップＳ８０６に進む。この場合は、倍率色収差の悪影響がないため、視感度特性に合わせた合成比となるよう、高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈの合成比を例えば、Ｋｒ：Ｋｇ：Ｋｂ＝５：９：２と設定し、処理を終了する。一方、倍率色収差の度合いが閾値ＴＨ１よりも大きい場合には、ステップＳ８０７に移行する。
【００８１】
ステップＳ８０７では、焦点検出領域カウンタで指定された焦点検出領域の平均の彩度Ｃを、ＡＦ−ＲＡＭ８０６から読み出し、所定の閾値ＴＨ２との大小を比較する。
【００８２】
彩度Ｃが閾値ＴＨ２よりも小さい場合にはステップＳ８０８に進む。この場合は、焦点検出領域内の彩度を無彩色とみなし、倍率色収差による色ずれの影響が焦点検出値に反映されないよう、高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈの合成比をＫｒ：Ｋｇ：Ｋｂ＝０：１：０と設定し、処理を終了する。
【００８３】
一方、彩度Ｃが閾値ＴＨ２よりも大きい場合には、無彩色でないとみなし、ステップＳ８０９に進む。ステップＳ８０９では、ＡＦ−ＲＡＭ８０６から、ＲＧＢ信号の積分値Ｒａｖ、Ｇａｖ及びＢａｖを読み出し、合成比Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈを例えば、
Ｋｒ：Ｋｇ：Ｋｂ＝Ｒａｖ／（Ｒａｖ＋Ｇａｖ＋Ｂａｖ）：Ｇａｖ／（Ｒａｖ＋Ｇａｖ＋Ｂａｖ）：Ｂａｖ／（Ｒａｖ＋Ｇａｖ＋Ｂａｖ）と設定する。
【００８４】
以上のように、焦点検出領域内が、倍率色収差の目立つ無彩色である場合には、高周波成分Ｇｈのみで評価値を生成する。一方、焦点検出領域内が無彩色でないとみなせる場合には、焦点検出領域内のＲＧＢ信号の積分値Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖの比率に応じて、高周波成分Ｒｈ、Ｇｈ及びＢｈの合成量を調整する。これにより、レンズの倍率色収差による色ずれの影響が焦点検出値に反映されることを低減し、かつ、有彩色の被写体についても、適切な焦点検出評価値を得ることができる。以上の判定の後、合成比Ｋｒ、Ｋｇ及びＫｂは、ＡＦ−ＲＡＭ８０６に書き込まれ、合成比生成回路８０９の処理が終了する。
【００８５】
＜実施形態３＞
図９は、本発明の実施形態３の撮像装置の構成を示すブロック図である。本実施形態３の撮像装置では、ＡＦ評価値生成処理を防振動作と連動させて行うのみ点が、実施形態１及び、実施形態２と異なる。したがって、図９において、図１と同じ構成については、同じ参照番号を付し、説明を省略する。
【００８６】
本実施形態３では、システム制御部６によって制御される動き検出回路１８が追加されている。システム制御部６は、動き検出回路１８から出力される動き情報に基づいて、固体撮像素子２から読み出す画像データの有効領域を決定し、タイミング信号発生回路５で、固体撮像素子２、及びＡＦＥ３を駆動するための駆動パルスを生成する。この動作処理により、たとえば、手ぶれの影響を取り除いた画像データを得ることが可能となる。
【００８７】
そして、ＡＦ評価値生成回路８に含まれる合成比生成回路８０９では、動き情報に基づいて決定された有効画像領域の切り出し位置のシフト量を考慮し、焦点検出領域の中心と光軸との距離Ｄ１を算出する。
【００８８】
図１０は、動き情報に基づいて、有効画像領域の切り出し位置を、イメージサークルの中心から垂直シフトさせたときの模式図である。ここで、各焦点検出領域の中心座標の位置は、光軸を原点とした座標系であらかじめ設定された値が、ＲＯＭ１６に格納されているものとする。
【００８９】
システム制御部６では、ＲＯＭ１６から、有効画像領域の切り出し位置がシフトしていない状態での各焦点検出領域の中心座標の位置情報を読み出す。そして、動き情報に基づいて決定された有効画像領域のシフト量を用いて、焦点検出領域の中心から光軸までの距離Ｄｎを、以下の数式３のように算出する。
【００９０】
【数３】
2008076878.tif 000005
【００９１】
以上のように、有効画像領域の切り出し位置のシフト量を考慮して、各焦点検出領域から光軸までの距離Ｄｎを求める。これにより、防振動作時も、焦点検出領域の位置情報と焦点検出領域内の色信号情報に応じてレンズの倍率色収差の影響を排除し、全ての焦点検出領域から適切な焦点検出評価値を得ることができる。
【００９２】
また、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給して実施することも可能である。すなわち、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００９３】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性の半導体メモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現される場合もある。
【００９４】
しかし、さらにそのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００９５】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる場合もあり得る。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施形態１に関わる撮像装置の全体の内部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１に関わる撮像装置で使用されるＡＦ評価値生成回路の動作を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の実施形態１に関わる撮像装置で使用される合成比生成回路の動作を示すフローチャート図である。
【図４】本発明の実施形態１に関わる撮像装置で使用される焦点検出領域の位置情報と倍率色収差のレベルを示す特性図である。
【図５】本発明の実施形態１に関わる撮像装置で使用されるＡＦ評価値の焦点検出領域を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態１に関わる撮像装置で使用される色収差情報を取得するためのテストチャートの一例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態２に関わる撮像装置の全体の内部構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態２に関わる撮像装置で使用される合成比生成回路の動作を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の実施形態３に関わる撮像装置の全体の内部構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施形態３に関わる撮像装置で使用されるＡＦ評価値の焦点検出領域を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９７】
１  光学系
２  固体撮像素子
３  アナログフロントエンド部
４  駆動回路
５  タイミング信号発生回路
６  システム制御部
７  カメラ信号処理回路
８  ＡＦ評価値生成回路
９  画像メモリ
１０  符号化圧縮処理回路
１１  記録処理回路
１２  記録媒体
１３  表示制御回路
１４  画像表示装置
１５  バス
１６  プログラム
１７  揮発性メモリ
【図１】
2008076878.tif 000006
【図２】
2008076878.tif 000007
【図３】
2008076878.tif 000008
【図４】
2008076878.tif 000009
【図５】
2008076878.tif 000010
【図６】
2008076878.tif 000011
【図７】
2008076878.tif 000012
【図８】
2008076878.tif 000013
【図９】
2008076878.tif 000014
【図１０】
2008076878.tif 000015