(57)【要約】【課題】  １個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う場合に、小型化された撮影レンズで生じる画質劣化を良好に補正する。【解決手段】  映像光が撮影レンズ１を通じて、市松状の原色フィルタの設けられた撮像手段２の撮像面に結像される。この撮像手段２から取り出された電気信号がＡ／Ｄ変換回路３に供給されて、各原色の原データ（ｒａｗ  ｄａｔａ）に変換され、そのまま第１のカメラ信号処理回路６１に供給される。この第１のカメラ信号処理回路６１では、例えばγ補正等の基本の映像信号処理のみが行われる。そしてこの第１のカメラ信号処理回路６１で処理された各原色の原データが画像メモリ４に記憶される。さらにこの画像メモリ４に記憶された各原色の原データが、レンズ色収差補正のための第１の解像度変換処理回路となる拡大縮小回路９４に供給される。【選択図】        図１ 
2005117332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズと、
前記撮影レンズを通った映像光を電気的な画像信号に変換する撮像手段と、
前記画像信号を撮像時の原色信号のまま処理する第１のカメラ信号処理手段と、
前記第１のカメラ信号処理手段からの出力信号を前記撮像時の原色信号の各色別に画像の拡大または縮小を行う第１の解像度変換手段と、
前記撮影レンズ内に設けられるアイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高を検出する検出手段と、
前記検出手段からの検出出力に応じて前記第１の解像度変換手段での拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御する制御手段と、
前記第１の解像度変換手段からの出力信号を映像信号に変換する第２のカメラ信号処理手段と
を備えたことを特徴とする画像撮影装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像撮影装置において、
前記第２のカメラ信号処理手段からの映像信号を表示装置若しくは外部出力端子に出力するための表示系処理手段、
及び／又は前記第２のカメラ信号処理手段からの映像信号を記録媒体に記録するための記録再生手段
を有することを特徴とする画像撮影装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像撮影装置において、
前記記録再生手段にて前記記録媒体から再生された映像信号を原色信号に逆変換する逆変換手段を設け、
前記逆変換手段からの信号を前記第１の解像度変換手段に供給する
ことを特徴とする画像撮影装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像撮影装置において、
前記第２のカメラ信号処理手段からの映像信号に対して画面全体の画像の拡大または縮小を行う第２の解像度変換手段をさらに備える
ことを特徴とする画像撮影装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像撮影装置において、
前記第１及び第２の解像度変換手段は前後に信号切り替え手段を設けて兼用とした
ことを特徴とする画像撮影装置。
【請求項６】
請求項１記載の画像撮影装置において、
前記被写体のレンズ像高の検出には、画面上の検出画素の座標と光軸中心座標との差分を用いる
ことを特徴とする画像撮影装置。
【請求項７】
請求項１記載の画像撮影装置において、
合焦位置を制御可能な自動焦点調節手段を有し、
前記制御された合焦位置の座標により画面全体の前記検出画素を代表させて、前記被写体のレンズ像高の検出に用いる
ことを特徴とする画像撮影装置。
【請求項８】
請求項１記載の画像撮影装置において、
前記撮影レンズの駆動状態及び手振れ補正量をさらに検出し、
前記検出された検出出力を含めて前記解像度変換手段での拡大または縮小の変換係数を制御すると共に、前記拡大または縮小の光軸中心座標の制御を行う
ことを特徴とする画像撮影装置。
【請求項９】
請求項１記載の画像撮影装置において、
前記アイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高に相当する情報を手動で入力する手段を前記制御手段に関連して設ける
ことを特徴とする画像撮影装置。
【請求項１０】
請求項１記載の画像撮影装置において、
前記撮像手段には各画素に対応して任意の３色若しくはそれ以上の色分解手段を有する市松状の原色フィルタが設けられ、
前記原色フィルタの各色別に前記撮影レンズの固有の色収差データが記憶されるデータ記憶手段と、
前記データ記憶手段に記憶された前記色収差データと前記検出手段からの検出出力とを用いて、前記制御手段での前記拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御する制御パラメータを算出する算出手段と
を備えることを特徴とする画像撮影装置。
【請求項１１】
撮影レンズを通った映像光を電気的な画像信号に変換して撮影する装置に用いられる画像処理装置であって、
前記画像信号を撮像時の原色信号のまま処理する第１のカメラ信号処理手段と、
前記第１のカメラ信号処理手段からの出力信号を前記撮像時の原色信号の各色別に画像の拡大または縮小を行う第１の解像度変換手段と、
前記撮影レンズ内に設けられるアイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高を検出する検出手段と、
前記検出手段からの検出出力に応じて前記第１の解像度変換手段での拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御する制御手段と、
前記第１の解像度変換手段からの出力信号を映像信号に変換する第２のカメラ信号処理手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像処理装置において、
前記第２のカメラ信号処理手段からの映像信号を表示装置若しくは外部出力端子に出力するための表示系処理手段、
及び／又は前記第２のカメラ信号処理手段からの映像信号を記録媒体に記録するための記録再生手段
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の画像処理装置において、
前記記録再生手段にて前記記録媒体から再生された映像信号を原色信号に逆変換する逆変換手段を設け、
前記逆変換手段からの信号を前記第１の解像度変換手段に供給する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１４】
請求項１１記載の画像処理装置において、
前記第２のカメラ信号処理手段からの映像信号に対して画面全体の画像の拡大または縮小を行う第２の解像度変換手段をさらに備える
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の画像処理装置において、
前記第１及び第２の解像度変換手段は前後に信号切り替え手段を設けて兼用とした
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１６】
請求項１１記載の画像処理装置において、
前記被写体のレンズ像高の検出には、画面上の検出画素の座標と光軸中心座標との差分を用いる
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１７】
請求項１１記載の画像処理装置において、
合焦位置を制御可能な自動焦点調節手段を有し、
前記制御された合焦位置の座標により画面全体の前記検出画素を代表させて、前記被写体のレンズ像高の検出に用いる
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１８】
請求項１１記載の画像処理装置において、
前記撮影レンズの駆動状態及び手振れ補正量をさらに検出し、
前記検出された検出出力を含めて前記解像度変換手段での拡大または縮小の変換係数を制御すると共に、前記拡大または縮小の光軸中心座標の制御を行う
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１９】
請求項１１記載の画像処理装置において、
前記アイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高に相当する情報を手動で入力する手段を前記制御手段に関連して設ける
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２０】
請求項１１記載の画像処理装置において、
前記撮像を各画素に対して任意の３色若しくはそれ以上の色分解手段を有する市松状の原色フィルタを用いて行うと共に、
前記原色フィルタの各色別に前記撮影レンズの固有の色収差データが記憶されるデータ記憶手段と、
前記データ記憶手段に記憶された前記色収差データと前記検出手段からの検出出力とを用いて、前記制御手段での前記拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御する制御パラメータを算出する算出手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２１】
撮影レンズを通った映像光を電気的な画像信号に変換して撮影する装置に用いられるレンズ色収差補正方法であって、
前記画像信号を撮像時の原色信号のまま第１のカメラ信号処理し、
前記第１のカメラ信号処理された信号を前記撮像時の原色信号の各色別に第１の解像度変換により画像の拡大または縮小を行うと共に、
前記撮影レンズ内に設けられるアイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高を検出し、
前記検出された検出出力に応じて前記第１の解像度変換での拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御し、
前記第１の解像度変換された信号を第２のカメラ信号処理により映像信号に変換する
ことを特徴とするレンズ色収差補正方法。
【請求項２２】
請求項２１記載のレンズ色収差補正方法において、
前記第２のカメラ信号処理された映像信号を表示装置若しくは外部出力端子に出力するための表示系処理を行うか、
及び／又は前記第２のカメラ信号処理された映像信号を記録媒体に記録する
ことを特徴とするレンズ色収差補正方法。
【請求項２３】
請求項２２記載のレンズ色収差補正方法において、
前記記録媒体から再生された映像信号を原色信号に逆変換し、
前記逆変換された信号に対して前記第１の解像度変換を行う
ことを特徴とするレンズ色収差補正方法。
【請求項２４】
請求項２１記載のレンズ色収差補正方法において、
前記第２のカメラ信号処理された映像信号に対して画面全体の画像の拡大または縮小を行う第２の解像度変換をさらに行う
ことを特徴とするレンズ色収差補正方法。
【請求項２５】
請求項２４記載のレンズ色収差補正方法において、
前記第１及び第２の解像度変換は単一の手段に供給される信号を切り替え行う
ことを特徴とするレンズ色収差補正方法。
【請求項２６】
請求項２１記載のレンズ色収差補正方法において、
前記被写体のレンズ像高の検出には、画面上の検出画素の座標と光軸中心座標との差分を用いる
ことを特徴とするレンズ色収差補正方法。
【請求項２７】
請求項２１記載のレンズ色収差補正方法において、
合焦位置を制御可能な自動焦点調節手段を有し、
前記制御された合焦位置の座標により画面全体の前記検出画素を代表させて、前記被写体のレンズ像高の検出に用いる
ことを特徴とするレンズ色収差補正方法。
【請求項２８】
請求項２１記載のレンズ色収差補正方法において、
前記撮影レンズの駆動状態及び手振れ補正量をさらに検出し、
前記検出された検出出力を含めて前記解像度変換手段での拡大または縮小の変換係数を制御すると共に、前記拡大または縮小の光軸中心座標の制御を行う
ことを特徴とするレンズ色収差補正方法。
【請求項２９】
請求項２１記載のレンズ色収差補正方法において、
前記アイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高に相当する情報を手動入力可能とする
ことを特徴とするレンズ色収差補正方法。
【請求項３０】
請求項２１記載のレンズ色収差補正方法において、
前記撮像手段には各画素に対応して設けられる任意の３色若しくはそれ以上の色分解手段を有する市松状の原色フィルタが設けられ、
前記原色フィルタの各色別に前記撮影レンズの固有の色収差データがデータ記憶手段に記憶され、
前記データ記憶手段に記憶された前記色収差データと前記検出手段からの検出出力とを用いて、前記制御手段での前記拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御する制御パラメータを算出する
ことを特徴とするレンズ色収差補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばビデオカメラ、あるいはデジタルスチルカメラに使用して好適な画像撮影装置、画像処理装置及びレンズ色収差補正方法に関する。詳しくは、撮影レンズを通った映像光を撮像する際に生じるレンズ色収差の補正を良好に行うことができるようにするものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、複数の撮像素子や撮像管による撮像手段を用いてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置においては、従来から複数の撮像手段間の画像のずれ（レジストレーション）を電気的な補正手段を用いて補正する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
しかしながら、上述の技術は、いずれも複数の撮像素子や撮像管等の撮像手段を用いる画像撮影装置に関するものであり、例えば１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置とは異なるものである。また、例えば１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置において、レンズ色収差の補正を行うことについては、何ら記載されていないものである。
【０００４】
一方、倍率色収差による色にじみや解像度劣化などの画質劣化を抑える手段として、ＣＣＤ（撮像素子）から取り出されるＲ、Ｇ、Ｂの各色別の映像信号をそれぞれ個別のフィールドメモリに一時記憶し、さらにズーム焦点距離、フォーカス位置などの撮影レンズの駆動状態に基づいて、各フィールドメモリ全体を個別にベクトル移動して各画像を拡大、縮小し、その後に再びＲ、Ｇ、Ｂの合成を行うことにより、ビデオカメラの撮影レンズで発生する色ずれを補正する技術がある（例えば、特許文献４参照。）。
【０００５】
ところがこの装置を、例えば手振れ補正と併用しようとすると、充分な補正を行うことができないことが判明した。すなわち上述の装置において、各フィールドメモリ全体を個別にベクトル移動する際には、その中心を撮影レンズの光軸に一致させて行うものであるが、手振れ補正を行うと光軸の位置が移動されて中心を一致させることが困難になってしまうものである。
【特許文献１】特許２５５２７４１号公報
【特許文献２】特許２９２２９０５号公報
【特許文献３】特公平６−５９５９号公報
【特許文献４】特開平５−３５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えばビデオカメラあるいはデジタルスチルカメラにおいては、小型化が急速に進められ、撮影レンズに対しても小型化が要求されている。このため撮影レンズの小型化については、従来の多枚数のレンズを組み合わせて用いるものから、１枚若しくは少枚数の小型のものに置き換えることが多くなっている。また小型化のためにレンズの径をより小さいものに置き換える。あるいは、低価格化のためにレンズの材質を安いものに置き換えることが多くなっている。
【０００７】
ところがこのような小型化された撮影レンズでは、いわゆる色収差などのレンズで生じる画質劣化を充分に抑えることが困難になってくる。すなわち光学レンズにおいては、例えば分光フィルタで分離される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各波長によってレンズでの屈折率が異なるために、例えば図１４に示すように、緑（Ｇ）の像に対して、赤（Ｒ）の像は外側に、青（Ｂ）の像は内側に結ぶ現象が起こる。このため、例えば被写体が白と黒のみで形成されている場合であっても、その画像のエッジ部分に色にじみ（色ずれ）を生じるという問題点があった。
【０００８】
そこでこのような倍率色収差（横色収差とも呼ばれる）による色にじみや解像度劣化などの画質劣化を抑えるために、従来は多枚数のレンズを組み合わせて、撮影レンズ内で補正を行うようにしていたものであるが、上述のように小型化された撮影レンズでは、このような画質劣化を撮影レンズのみで充分に抑えることが困難になっている。これに対し、倍率色収差による色にじみや解像度劣化などの画質劣化を抑える手段として、上述の特許文献４に開示されたような装置が提案されているものである。
【０００９】
すなわち、特許文献４に開示された装置においては、ＣＣＤ（撮像素子）から取り出されるＲ、Ｇ、Ｂの各色別の映像信号を、一旦デジタルデータに変換してそれぞれ個別のフィールドメモリに一時記憶し、さらにズーム焦点距離、フォーカス位置などの撮影レンズの駆動状態に基づいて、各フィールドメモリに記憶された画素を個別にベクトル移動して各画像を拡大、縮小し、その後に再びＲ、Ｇ、Ｂの合成を行うことにより、ビデオカメラの撮影レンズで発生する色ずれを補正するものである。
【００１０】
一方、上述の小型のビデオカメラあるいはデジタルスチルカメラを、例えば手で持って撮影を行う場合には、いわゆる手振れによる画像の振動などの障害を生じる恐れがある。そこでこのような画像の振動などの障害を除去する目的で、小型のビデオカメラあるいはデジタルスチルカメラには、いわゆる手振れ補正装置が搭載されている。図１５には、そのような手振れ補正装置の搭載されたビデオカメラ、あるいはデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
【００１１】
この図１５において、被写体（図示せず）からの映像光が、撮影レンズ１５０を通じて、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等からなる撮像手段１５１の撮像面に結像されて、例えば輝度（Ｙ）信号と２つの色差（Ｃｂ，Ｃｒ）信号からなる電気的な画像信号への変換が行われる。この画像信号がカメラ信号処理回路１５２に供給され、いわゆるγ補正等の信号処理が行われて、汎用の映像機器に使用される通常の画像信号が形成される。
【００１２】
また、いわゆる手振れを検出するために、ここでは例えば２個のジャイロセンサ１５３Ｐ、１５３Ｙを用いてピッチ（Ｐｉｔｃｈ）方向、及びヨウ（Ｙａｗ）方向の手振れによる角速度が検出される。さらに撮影レンズ１５０から、例えば使用者によって操作された撮影レンズ１５０のズーム焦点距離が検出される。なおズーム焦点距離の検出は、例えば使用者の操作による手動操作入力手段１５４からの操作信号を用いてもよい。
【００１３】
そしてジャイロセンサ１５３Ｐ、１５３Ｙで検出された角速度の信号がハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１５５Ｐ、１５５Ｙに供給されて直流成分が除去され、また、上述のズーム焦点距離のデータがテーブル１５６に供給されて、これらのデータから必要な演算係数が求められ、この演算係数が乗算器１５７Ｐ、１５７Ｙに供給されてハイパスフィルタ１５５Ｐ、１５５Ｙからの信号に乗算される。さらに乗算器１５７Ｐ、１５７Ｙの出力信号が、それぞれ積分器１５８Ｐ、１５８Ｙに供給される。
【００１４】
従ってこれらの積分器１５８Ｐ、１５８Ｙからは、手振れによって変動された撮影レンズ１５０の角度情報が取り出される。そこでこの手振れの角度情報がリミッタ回路１５９Ｐ、１５９Ｙを通じて例えば撮像手段１５１に供給されて、この撮像手段１５１からの画像信号の取り出される位置が制御される。すなわち例えば撮像手段１５１には本来の画像の大きさより広い撮像面が設けられ、この撮像面の中から手振れによる変動を相殺するように必要な画像が取り出される。
【００１５】
このようにして小型のビデオカメラあるいはデジタルスチルカメラ等においては、いわゆる手振れ補正が行われている。なお手振れ補正を行う手段としては、上述の撮像手段１５１からの画像信号の取り出し位置の制御の他に、撮像手段１５１で撮像された画像信号を一旦全てメモリ１６０に記憶させ、このメモリ１６０からの画像信号の読み出し位置を制御する方法や、撮影レンズ１５０の一部のレンズの位置をシフトして補正する方法も実施されている。
【００１６】
また、手振れによって変動された撮影レンズ１５０の角度情報を取り出す手段としては、上述のジャイロセンサ１５３Ｐ、１５３Ｙを用いる手段の他に、例えば図１６に示すように撮像手段１５１からの画像信号をフレームメモリ１６１に記憶させ、このフレームメモリ１６１の前後の画像信号を比較回路１６２で比較して、背景等の画像の移動から手振れの角度情報を算出することもできる。なおこの算出された手振れの角度情報は、上述の全ての手振れ補正手段で使用することができる。
【００１７】
ところがこのような手振れ補正を行っている場合に、例えば上述の特許文献４に開示された装置を用いて、倍率色収差による色にじみや解像度劣化などの画質劣化の補正を行おうとすると、充分な補正を行うことができないことが判明した。すなわち上述の装置において、各フィールドメモリ全体を個別にベクトル移動する際には、その中心を撮影レンズの光軸に一致させて行うものであるが、手振れ補正を行うと光軸の位置が移動されて中心を一致させることが困難になる。
【００１８】
このため従来は、色収差等の画質劣化の補正と手振れ補正を同時には行うことができないものであった。ただし従来の画素数の少ない機種にあっては、特に手振れ補正を伴うような撮影では色収差等の画質劣化が目立つことも少ないものであった。しかしながら近年、撮影画素数の増加が求められた結果、あらゆる状況において色収差等の画質劣化の影響が顕著になってきているものである。
【００１９】
この出願はこのような点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問題点は、従来の手段では、撮影レンズの小型化などによって、倍率色収差による色にじみや解像度劣化などの画質劣化の問題が生じ、このような画質劣化を撮影レンズのみでは充分に抑えることが困難になっており、さらにこのような補正を、例えば１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置において良好に実現する手段が提案されていなかったというものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このため本発明においては、画像信号を撮像時の原色信号のまま処理するカメラ信号処理手段からの原色信号について各色別に画像の拡大または縮小を行うと共に、撮影レンズ内のアイリスの絞り量及び被写体のレンズ像高を検出して画像の拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御するようにしたものであって、これによれば、特に１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置において、小型化された撮影レンズで生じる画質劣化を良好に補正することができる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、画像信号を撮像時の原色信号のまま処理するカメラ信号処理手段からの原色信号について各色別に画像の拡大または縮小を行うと共に、撮影レンズ内のアイリスの絞り量及び被写体のレンズ像高を検出して画像の拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御するようにしたことによって、特に１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置において、小型化された撮影レンズで生じる画質劣化を良好に補正することができるものである。
【００２２】
また、請求項２の発明によれば、第２のカメラ信号処理手段からの映像信号を表示装置若しくは外部出力端子に出力するための表示系処理手段、及び／又は第２のカメラ信号処理手段からの映像信号を記録媒体に記録するための記録再生手段を有することによって、撮影された画像の表示及び／または記録を容易に行うことができるものである。
【００２３】
請求項３の発明によれば、記録再生手段にて記録媒体から再生された映像信号を原色信号に逆変換する逆変換手段を設け、逆変換手段からの信号を第１の解像度変換手段に供給することによって、記録媒体に記録された映像信号に対しても画質劣化を良好に補正することができるものである。
【００２４】
請求項４の発明によれば、第２のカメラ信号処理手段からの映像信号に対して画面全体の画像の拡大または縮小を行う第２の解像度変換手段をさらに備えることによって、補正された映像信号に対する拡大縮小の処理も容易に行うことができるものである。
【００２５】
請求項５の発明によれば、第１及び第２の解像度変換手段は前後に信号切り替え手段を設けて兼用としたことによって、少ない回路構成で良好な補正を行うことができるものである。
【００２６】
請求項６の発明によれば、被写体のレンズ像高の検出には、画面上の検出画素の座標と光軸中心座標との差分を用いることによって、画像信号の補正処理を良好に行うことができるものである。
【００２７】
請求項７の発明によれば、合焦位置を制御可能な自動焦点調節手段を有し、制御された合焦位置の座標により画面全体の検出画素を代表させて、被写体のレンズ像高の検出に用いることによって、フォーカスが合っていない部分の色収差補正を簡略化でき、回路規模、処理時間、消費電力、制御ソフトウェア、レンズデータ格納メモリなどを大幅に削減可能することができるものである。
【００２８】
請求項８の発明によれば、撮影レンズの駆動状態及び手振れ補正量をさらに検出し、検出された検出出力を含めて解像度変換手段での拡大または縮小の変換係数を制御すると共に、拡大または縮小の光軸中心座標の制御を行うことによって、より良好な画像信号の補正処理を行うことができるものである。
【００２９】
請求項９の発明によれば、アイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高に相当する情報を手動で入力する手段を制御手段に関連して設けることによって、使用者は所望の補正量を設定することができ、例えば再生画像をモニタ上で確認しながら所望の補正を行うことができるものである。
【００３０】
請求項１０の発明によれば、撮像手段には各画素に対応して任意の３色若しくはそれ以上の色分解手段を有する市松状の原色フィルタが設けられ、原色フィルタの各色別に撮影レンズの固有の色収差データが記憶されるデータ記憶手段と、データ記憶手段に記憶された色収差データと検出手段からの検出出力とを用いて、制御手段での拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御する制御パラメータを算出する算出手段とを備えることによって、特に市松状の原色フィルタを用いる撮影装置においてより良好な画像信号の補正処理を行うことができるものである。
【００３１】
さらに請求項１１の発明によれば、画像信号を撮像時の原色信号のまま処理するカメラ信号処理手段からの原色信号について各色別に画像の拡大または縮小を行うと共に、撮影レンズ内のアイリスの絞り量及び被写体のレンズ像高を検出して画像の拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御するようにしたことによって、特に１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置において、小型化された撮影レンズで生じる画質劣化を良好に補正することができるものである。
【００３２】
また、請求項１２の発明によれば、第２のカメラ信号処理手段からの映像信号を表示装置若しくは外部出力端子に出力するための表示系処理手段、及び／又は第２のカメラ信号処理手段からの映像信号を記録媒体に記録するための記録再生手段を有することによって、撮影された画像の表示及び／または記録を容易に行うことができるものである。
【００３３】
請求項１３の発明によれば、記録再生手段にて記録媒体から再生された映像信号を原色信号に逆変換する逆変換手段を設け、逆変換手段からの信号を第１の解像度変換手段に供給することによって、記録媒体に記録された映像信号に対しても画質劣化を良好に補正することができるものである。
【００３４】
請求項１４の発明によれば、第２のカメラ信号処理手段からの映像信号に対して画面全体の画像の拡大または縮小を行う第２の解像度変換手段をさらに備えることによって、補正された映像信号に対する拡大縮小の処理も容易に行うことができるものである。
【００３５】
請求項１５の発明によれば、第１及び第２の解像度変換手段は前後に信号切り替え手段を設けて兼用としたことによって、少ない回路構成で良好な補正を行うことができるものである。
【００３６】
請求項１６の発明によれば、被写体のレンズ像高の検出には、画面上の検出画素の座標と光軸中心座標との差分を用いることによって、画像信号の補正処理を良好に行うことができるものである。
【００３７】
請求項１７の発明によれば、合焦位置を制御可能な自動焦点調節手段を有し、制御された合焦位置の座標により画面全体の検出画素を代表させて、被写体のレンズ像高の検出に用いることによって、フォーカスが合っていない部分の色収差補正を簡略化でき、回路規模、処理時間、消費電力、制御ソフトウェア、レンズデータ格納メモリなどを大幅に削減可能することができるものである。
【００３８】
請求項１８の発明によれば、撮影レンズの駆動状態及び手振れ補正量をさらに検出し、検出された検出出力を含めて解像度変換手段での拡大または縮小の変換係数を制御すると共に、拡大または縮小の光軸中心座標の制御を行うことによって、より良好な画像信号の補正処理を行うことができるものである。
【００３９】
請求項１９の発明によれば、アイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高に相当する情報を手動で入力する手段を制御手段に関連して設けることによって、使用者は所望の補正量を設定することができ、例えば再生画像をモニタ上で確認しながら所望の補正を行うことができるものである。
【００４０】
請求項２０の発明によれば、撮像を各画素に対して任意の３色若しくはそれ以上の色分解手段を有する市松状の原色フィルタを用いて行うと共に、原色フィルタの各色別に撮影レンズの固有の色収差データが記憶されるデータ記憶手段と、データ記憶手段に記憶された色収差データと検出手段からの検出出力とを用いて、制御手段での拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御する制御パラメータを算出する算出手段とを備えることによって、特に市松状の原色フィルタを用いる撮影装置においてより良好な画像信号の補正処理を行うことができるものである。
【００４１】
さらに請求項２１の発明によれば、画像信号を撮像時の原色信号のまま処理するカメラ信号処理手段からの原色信号について各色別に画像の拡大または縮小を行うと共に、撮影レンズ内のアイリスの絞り量及び被写体のレンズ像高を検出して画像の拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御するようにしたことによって、特に１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置において、小型化された撮影レンズで生じる画質劣化を良好に補正することができるものである。
【００４２】
また、請求項２２の発明によれば、第２のカメラ信号処理された映像信号を表示装置若しくは外部出力端子に出力するための表示系処理を行うか、及び／又は第２のカメラ信号処理された映像信号を記録媒体に記録することによって、撮影された画像の表示及び／または記録を容易に行うことができるものである。
【００４３】
請求項２３の発明によれば、記録媒体から再生された映像信号を原色信号に逆変換し、逆変換された信号に対して第１の解像度変換を行うことによって、記録媒体に記録された映像信号に対しても画質劣化を良好に補正することができるものである。
【００４４】
請求項２４の発明によれば、第２のカメラ信号処理された映像信号に対して画面全体の画像の拡大または縮小を行う第２の解像度変換をさらに行うことによって、補正された映像信号に対する拡大縮小の処理も容易に行うことができるものである。
【００４５】
請求項２５の発明によれば、第１及び第２の解像度変換は単一の手段に供給される信号を切り替え行うことによって、少ない回路構成で良好な補正を行うことができるものである。
【００４６】
請求項２６の発明によれば、被写体のレンズ像高の検出には、画面上の検出画素の座標と光軸中心座標との差分を用いることによって、画像信号の補正処理を良好に行うことができるものである。
【００４７】
請求項２７の発明によれば、合焦位置を制御可能な自動焦点調節手段を有し、制御された合焦位置の座標により画面全体の検出画素を代表させて、被写体のレンズ像高の検出に用いることによって、フォーカスが合っていない部分の色収差補正を簡略化でき、回路規模、処理時間、消費電力、制御ソフトウェア、レンズデータ格納メモリなどを大幅に削減可能することができるものである。
【００４８】
請求項２８の発明によれば、撮影レンズの駆動状態及び手振れ補正量をさらに検出し、検出された検出出力を含めて解像度変換手段での拡大または縮小の変換係数を制御すると共に、拡大または縮小の光軸中心座標の制御を行うことによって、より良好な画像信号の補正処理を行うことができるものである。
【００４９】
請求項２９の発明によれば、アイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高に相当する情報を手動入力可能とすることによって、使用者は所望の補正量を設定することができ、例えば再生画像をモニタ上で確認しながら所望の補正を行うことができるものである。
【００５０】
請求項３０の発明によれば、撮像手段には各画素に対応して設けられる任意の３色若しくはそれ以上の色分解手段を有する市松状の原色フィルタが設けられ、原色フィルタの各色別に撮影レンズの固有の色収差データがデータ記憶手段に記憶され、データ記憶手段に記憶された色収差データと検出手段からの検出出力とを用いて、制御手段での拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御する制御パラメータを算出することによって、特に市松状の原色フィルタを用いる撮影装置においてより良好な画像信号の補正処理を行うことができるものである。
【００５１】
これによって、従来の手段では、撮影レンズの小型化などによって、倍率色収差による色にじみや解像度劣化などの画質劣化の問題が生じ、このような画質劣化を撮影レンズのみでは充分に抑えることが困難になっており、さらにこのような補正を、例えば１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置において良好に実現する手段が提案されていなかったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
すなわち本発明の画像撮影装置においては、撮影レンズと、撮影レンズを通った映像光を電気的な画像信号に変換する撮像手段と、画像信号を撮像時の原色信号のまま処理する第１のカメラ信号処理手段と、第１のカメラ信号処理手段からの出力信号を撮像時の原色信号の各色別に画像の拡大または縮小を行う第１の解像度変換手段と、撮影レンズ内に設けられるアイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高を検出する検出手段と、検出手段からの検出出力に応じて第１の解像度変換手段での拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御する制御手段と、第１の解像度変換手段からの出力信号を映像信号に変換する第２のカメラ信号処理手段とを備えてなるものである。
【００５３】
また、本発明の画像処理装置は、撮影レンズを通った映像光を電気的な画像信号に変換して撮影する装置に用いられる画像処理装置であって、画像信号を撮像時の原色信号のまま処理する第１のカメラ信号処理手段と、第１のカメラ信号処理手段からの出力信号を撮像時の原色信号の各色別に画像の拡大または縮小を行う第１の解像度変換手段と、撮影レンズ内に設けられるアイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高を検出する検出手段と、検出手段からの検出出力に応じて第１の解像度変換手段での拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御する制御手段と、第１の解像度変換手段からの出力信号を映像信号に変換する第２のカメラ信号処理手段とを備えてなるものである。
【００５４】
また、本発明のレンズ色収差補正方法は、撮影レンズを通った映像光を電気的な画像信号に変換して撮影する装置に用いられるレンズ色収差補正方法であって、画像信号を撮像時の原色信号のまま第１のカメラ信号処理し、第１のカメラ信号処理された信号を撮像時の原色信号の各色別に第１の解像度変換により画像の拡大または縮小を行うと共に、撮影レンズ内に設けられるアイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高を検出し、検出された検出出力に応じて第１の解像度変換での拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御し、第１の解像度変換された信号を第２のカメラ信号処理により映像信号に変換してなるものである。
【００５５】
以下に本発明の説明を行うに当り、まずその前提となる、本願発明者が先に提案（特願２００３−３０１４７）した画像撮影装置について説明する。
【００５６】
図１０において、被写体（図示せず）からの映像光が、撮影レンズ１を通じて、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等からなる撮像手段２の撮像面に結像される。ここで撮像手段２の撮像面には、各画素に対応して例えば図１１に示すような市松状の原色フィルタが設けられ、撮像手段２からは、それぞれの画素ごとに、上述の原色フィルタで分解された各原色の光量レベルに対応する電気信号が取り出される。そして取り出された電気信号が、Ａ／Ｄ変換回路３に供給されて、各原色の原データ（ｒａｗ  ｄａｔａ）に変換される。
【００５７】
さらにこの各原色の原データが画像メモリ４に記憶される。この画像メモリ４はメモリコントローラ５によって制御される。そして画像メモリ４から任意に読み出された各原色の原データが、撮像手段２に関わるγ補正やインターレースからプログレッシブへの変換等を行うカメラ信号処理回路６に供給される。またカメラ信号処理回路６の出力信号が、例えば輝度（Ｙ）信号と２つの色差（Ｃｂ，Ｃｒ）信号からなる画像信号データへの変換を行う信号生成マトリクス回路７に供給される。そして変換された画像信号データが、切り換えスイッチ８のカメラ接点を通じて画像メモリ４に記憶される。
【００５８】
また、この画像メモリ４に記憶された画像信号データが、レンズ色収差補正のための解像度変換処理回路９に供給される。ここで、解像度変換処理回路９においては、画像メモリ４からの画像信号データがマトリクス回路９１に供給されて各原色の原データに戻され、この原データが拡大縮小回路９２に供給されて所望の画像サイズへの変換が行われる。さらにマトリクス回路９３にて再度画像信号データに変換され、この変換された画像信号データが再び画像メモリ４に記憶される。
【００５９】
一方、例えば２個のセンサ１００Ｐ、１００Ｙを用いてピッチ（Ｐｉｔｃｈ）及びヨウ（Ｙａｗ）方向の手振れによる角速度が検出され、この検出信号が例えば制御用マイクロコンピュータ１０の手振れ補正ベクトル算出部１０１に供給される。この手振れ補正ベクトル算出部１０１での演算は、例えば上述の図１５に示した回路構成において一点鎖線で囲って示した処理に相当する演算が行われるものであって、これにより手振れによって変動された撮影レンズ１の角度情報が取り出される。
【００６０】
また、撮影レンズ１のズーム焦点距離、フォーカス位置などの駆動状態の検出値と、撮影レンズ１内に設けられるアイリスの駆動状態（絞り値）の検出値と、メモリコントローラ５からの処理の行われている画素の画像座標を示す検出値が、レンズ収差データの生成部１０２に供給されて、処理の行われている画素におけるレンズ色収差の情報が生成される。そして、このレンズ色収差の情報と上述の手振れ補正の角度情報がパラメータ算出処理部１０３に供給されて、レンズ色収差補正のための制御パラメータが形成される。
【００６１】
そしてパラメータ算出処理部１０３で形成された制御パラメータが、レンズ色収差補正のための解像度変換処理回路９に供給される。すなわち、上述の構成において、図１４に示した色収差による画像の変化の比率ＫR 、ＫB 〔緑（Ｇ）の画像の大きさを１としたときの赤（Ｒ）の画像の大きさの比率ＫR と、青（Ｂ）の画像の大きさの比率ＫB 〕は、アイリス３１の絞り量、被写体のレンズ像高、撮影レンズ１のズーム焦点距離、フォーカス位置などに応じて定まるものであり、これらの検出信号から比率ＫR 、ＫB が求められる。
【００６２】
ここでアイリス３１の絞り量と被写体のレンズ像高に対する比率ＫR 、ＫB は、例えば図１２の特性曲線から求められる。この図１２は、レンズ中心を像高０．０、レンズ端を像高１．０と表して、それぞれ下側から像高０．０、像高０．５、像高０．７、像高０．９、像高１．０の点におけるアイリスの絞り量（横軸）と３原色光（赤：Ｒ、緑：Ｇ、青：Ｂ）の結像位置のずれ量（縦軸）の関係を示したものである。すなわち、図１２の各曲線は、それぞれの像高の点の光が、図１４に示すアイリス開口部のどの位置を通ったかによって生じる収差の量を、色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）ごとにプロットしたものである。
【００６３】
なお、図１２で左側の図は光軸に対して垂直な面（TANGENTIAL）の特性を示し、右側の図は光軸に対して水平な面（SAGITIAL）の特性を示す。また、ズーム位置及びフォーカス位置はある点に固定してある。さらに左側のTANGENTIALの特性図で、横軸の正側はアイリス開口部の上部を通過する光、負側はアイリス開口部の下部を通過する光に関して示したものである。また、右側のSAGITIALの特性図では、特性は左右対称に現れるため、負側は省略してある。
【００６４】
さらに、縦軸はTANGENTIAL、SAGITIAL共に単位はミリメートルであり、正側がレンズの外寄り、負側がレンズの中心寄りを意味している。また、特性曲線は、緑（Ｇ）がゼロ点を通るものとし、他の赤（Ｒ）及び青（Ｂ）の特性曲線は、緑（Ｇ）に対する相対値で示されている。
【００６５】
従って、この図１２からは、撮影レンズ内のアイリスの絞り量及び被写体のレンズ像高によって、色収差の現れる方向と量が変動されていることが判るものである。すなわち上述のレンズで生じる色収差だけでなく、撮影レンズ内のアイリスの絞り量及び被写体のレンズ像高についても、撮影レンズで発生する色ずれを補正する必要が生じるものである。なお、図１２においては、各色の縦軸方向の差分が補正量に相当している。そこで、例えば緑（Ｇ）の光の画像に対し、青（Ｂ）の光の画像の大きさを縮小して前者に合わせる場合には、図１２の特性曲線からその２色の結像位置の差分を読み取ることができる。
【００６６】
そして、例えば任意のアイリス１１の絞り量と被写体のレンズ像高において、図１２の特性曲線から読み取られる差分が20μｍで、撮像手段２のユニットセルサイズが、例えば2.7 ×2.7 μｍとしたときには、20μｍ／2.7 μｍ＝7.4 画素となり、画像全体が７．４画素分だけ縮小されるような補正処理を青（Ｂ）の光の画像に対して行えば、緑（Ｇ）の光の画像に合わせ込めることになる。
【００６７】
すなわち上述の図１２の特性曲線からは、アイリス１１の絞り量と被写体のレンズ像高に対する比率ＫR 、ＫB が求められる。なお図１２の特性曲線は、ズーム位置及びフォーカス位置がある点に固定されているので、上述の求められた比率ＫR 、ＫBに対して、さらに撮影レンズ１のズーム焦点距離、フォーカス位置などに応じた比率が加味されることにより、最終的な解像度変換処理回路９で行われる補正のための変換比率（制御パラメータ）が求められる。
【００６８】
さらにこの制御パラメータの供給によって、解像度変換処理回路９の拡大縮小回路９２では、例えば図１３のＡに示すような理想的な結像による画像に対して、図１３のＢの左端に示すような色収差のある画像が供給されている場合に、この画像が３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に分解され、その内の例えば赤（Ｒ）の画像が縮小され、青（Ｂ）の画像が拡大されて各画像の大きさが等しくされる。さらにこれらの３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の画像が再合成されて、図１３のＢの右端に示すような理想的な結像による画像に近い画像が形成される。
【００６９】
また、解像度変換処理回路９では、本来の記録画像サイズの制御も行われる。その場合には、例えば使用者が設定する記録画像サイズの情報が制御用コンピュータ１０の拡大縮小処理制御部１０４に入力され、生成された制御情報が解像度変換処理回路９に供給される。これにより、上述の拡大縮小回路９２にて記録画像サイズの制御が行われる。なおこの場合の拡大縮小は、画像全体に対して行われるので、画像データは、例えば輝度（Ｙ）信号と２つの色差（Ｃｂ，Ｃｒ）信号のままでもよい。
【００７０】
このようにして補正及び拡大縮小の行われた画像データが画像メモリ４に記憶される。そしてこの画像メモリ４に記憶された画像信号データが、表示系処理回路１２に供給されて、ＬＣＤ等の表示装置１３や画像出力端子１４に供給される表示画像データの生成が行われる。また、画像メモリ４に記憶された画像信号データが画像圧縮伸張処理回路１５に供給されて画像データの圧縮処理が行われる。そして処理された圧縮画像データが、半導体メモリ、磁気ディスク、光学ディスク等の記録メディア２０に記録される。
【００７１】
さらに記録メディア２０に記録された圧縮画像データが画像圧縮伸張処理回路１５に供給されて、圧縮画像データの伸張が行われる。そして伸張された画像データが切り換えスイッチ１６一方の接点を通じて切り換えスイッチ８の再生接点に供給されて、画像メモリ４に記憶される。なお画像メモリ４に記憶された画像信号データが非圧縮のときは、直接、切り換えスイッチ１６の他方の接点を通じて切り換えスイッチ８の再生接点に供給されて、画像メモリ４に記憶される。
【００７２】
これにより記録メディア２０に記録された画像信号データの再生が行われ、再生された画像データは画像メモリ４に記憶される。そしてこの画像メモリ４に記憶された画像データは解像度変換処理回路９に供給されて、上述のレンズ色収差補正等の処理が行われる。なお、再生時の制御パラメータは、撮影時に必要なデータを検出して画像データと共に記録メディア２０に記録しておくか、表示装置１３に表示される再生画像を観察して、ユーザインターフェイスから手動にてパラメータ算出部１０３にデータを入力して生成する。
【００７３】
また、上述の装置において、信号処理回路６、信号生成マトリクス回路７の制御は、例えば制御用マイクロコンピュータ１０のカメラ信号処理制御部１０５からの信号に従って行われる。さらに表示系処理回路１２、画像圧縮伸張処理回路１５の制御も、例えば制御用マイクロコンピュータ１０からの信号に従って行われるものである。
【００７４】
従ってこの装置によれば、原色信号の各色別に画像の拡大または縮小を行う手段と、手振れにより変動された撮影レンズの角度情報、撮影レンズ内のアイリスの絞り量、及び被写体のレンズ像高を検出する手段を用いて、これらの検出出力に応じて画像の拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御するようにしたことによって、小型化された撮影レンズで生じる画質劣化を、撮影された画像信号に対する処理によって良好に補正することができるものである。
【００７５】
そこでさらに本発明は、上述の本願発明者が先に提案している画像撮影装置を、例えば１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置に適用した場合に、小型化された撮影レンズで生じる画質劣化を良好に補正することができるようにするものである。
【００７６】
以下、図面を参照して本発明を説明するに、図１は本発明による画像撮影装置、画像処理装置及びレンズ色収差補正方法を適用した画像撮影装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。なお、図１の説明において、上述の図１０と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、手振れ補正ベクトルに係る部分に関しては、紙面の都合で割愛する。
【００７７】
図１において、被写体（図示せず）からの映像光が、撮影レンズ１を通じて、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等からなる撮像手段２の撮像面に結像される。ここで撮像手段２の撮像面には、各画素に対応して例えば図１１に示すような市松状の原色フィルタが設けられ、撮像手段２からは、それぞれの画素ごとに、上述の原色フィルタで分解された各原色の光量レベルに対応する電気信号が取り出される。そして取り出された電気信号が、Ａ／Ｄ変換回路３に供給されて、各原色の原データ（ｒａｗ  ｄａｔａ）に変換される。
【００７８】
このＡ／Ｄ変換回路３からの各原色の原データ（ｒａｗ  ｄａｔａ）が、そのまま第１のカメラ信号処理回路６１に供給される。この第１のカメラ信号処理回路６１では、例えばγ補正等の基本の映像信号処理のみが行われる。そしてこの第１のカメラ信号処理回路６１で処理された各原色の原データが画像メモリ４に記憶される。さらにこの画像メモリ４に記憶された各原色の原データが、レンズ色収差補正のための第１の解像度変換処理回路となる拡大縮小回路９４に供給される。
【００７９】
すなわちこの装置において、拡大縮小回路９４には第１のカメラ信号処理回路６１で処理されただけの各原色の原データが供給されており、従ってこの第１の解像度変換処理回路となる拡大縮小回路９４では、原色データを再現するためのマトリクス回路等を用いることなくレンズ色収差補正のための処理を行うことができる。そしてこの拡大縮小回路９４でレンズ色収差補正された各原色の原データが画像メモリ４に記憶される。
【００８０】
さらにこの装置において、第１の解像度変換処理回路となる拡大縮小回路９４への制御パラメータの供給が、例えば以下のようにして行われる。
【００８１】
すなわちこの装置では、撮像手段２の撮像面には、各画素に対応して例えば図１１に示すような市松状の原色フィルタが設けられている。このため撮像手段２からは、例えば１本おきの水平走査線では、図２のＡ１に示すように緑（Ｇ）と赤（Ｒ）の色フィルタに対応する画素が交互に取り出され、残りの水平走査線では、図２のＢ１に示すように青（Ｂ）と緑（Ｇ）の色フィルタに対応する画素が交互に取り出される。
【００８２】
従ってこの場合に、図２のＡ１に示す緑（Ｇ）と赤（Ｒ）の画素が交互に取り出される水平走査線では、図２のＡ２に示すように緑（Ｇ）の変換比率と赤（Ｒ）の変換比率が交互に必要とされる。また、図２のＢ１に示す青（Ｂ）と緑（Ｇ）の画素が交互に取り出される水平走査線では、図２のＢ２に示すように青（Ｂ）の変換比率と緑（Ｇ）の変換比率が交互に必要とされるものである。
【００８３】
そこで、パラメータ算出処理部１０３から供給される制御パラメータに対して、例えば図３に示すように１画素期間ごとに緑（Ｇ）と赤（Ｒ）、若しくは青（Ｂ）と緑（Ｇ）のパラメータをスイッチ手段１１１、１１２で切り換えると共に、さらに１水平期間ごとにスイッチ手段１１１、１１２からのパラメータをスイッチ手段１１３で切り換える。こうすることにより、それぞれのパラメータの計算を連続的に行うことで、演算の効率を高めることができ、制御パラメータの供給をきわめて容易に行うことができるものである。
【００８４】
さらに画像メモリ４から任意に読み出された各原色の原データが、インターレースからプログレッシブへの変換等を行う第２のカメラ信号処理回路６２に供給される。また、カメラ信号処理回路６２の出力信号が、例えば輝度（Ｙ）信号と２つの色差（Ｃｂ，Ｃｒ）信号からなる画像信号データへの変換を行う信号生成マトリクス回路７に供給される。そして変換された画像信号データが、切り換えスイッチ８のカメラ接点を通じて画像メモリ４に記憶される。
【００８５】
また、画像メモリ４に記憶された例えば輝度（Ｙ）信号と２つの色差（Ｃｂ，Ｃｒ）信号からなる画像信号データが、記録画像サイズの制御等を行う第２の解像度変換処理回路となる拡大縮小回路９５に供給される。なおこの場合の拡大縮小は、画像全体に対して行われるので、画像データは、例えば輝度（Ｙ）信号と２つの色差（Ｃｂ，Ｃｒ）信号のままでよい。このようにして、撮影された画像のレンズ色収差補正と記録画像サイズの制御が行われる。なお、上記の他の構成は、図１０の構成と同じである。
【００８６】
従ってこの実施形態において、画像信号を撮像時の原色信号のまま処理するカメラ信号処理手段からの原色信号について各色別に画像の拡大または縮小を行うと共に、撮影レンズ内のアイリスの絞り量及び被写体のレンズ像高を検出して画像の拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御するようにしたことによって、特に１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置において、小型化された撮影レンズで生じる画質劣化を良好に補正することができる。
【００８７】
これによって、従来の装置では、撮影レンズの小型化などによって、倍率色収差による色にじみや解像度劣化などの画質劣化の問題が生じ、このような画質劣化を撮影レンズのみでは充分に抑えることが困難になっており、さらにこのような補正を、例えば１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置において良好に実現する手段が提案されていなかったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【００８８】
ただし上述の実施形態では、図１０に示した画像撮影装置において、記録メディア２０から再生された画像信号データに対するレンズ色収差補正の処理は行うことができない。そこで、そのような処理も行いたい場合には、拡大縮小回路９４の前後に、図１０と同様の画像メモリ４からの画像信号データを各原色の原データに戻すマトリクス回路９１と、再度画像信号データに変換するマトリクス回路９３とを設ける。これにより記録メディア２０から再生された画像信号データに対するレンズ色収差補正の処理も可能になる。
【００８９】
また、図４には、本発明の他の実施形態を示す。すなわち図４においては、レンズ色収差補正のための第１の解像度変換処理回路となる拡大縮小回路９４と、記録画像サイズの制御等を行う第２の解像度変換処理回路となる拡大縮小回路９５とを、兼用としたものである。従ってこの実施形態においては、信号生成マトリクス回路７で変換され、画像メモリ４に記憶された画像信号データが、再び拡大縮小回路９４に供給されて、記録画像サイズの制御等が行われる。
【００９０】
これによれば、拡大縮小回路を兼用することによって回路構成を簡略化することができる。なお、拡大縮小回路での処理は、各原色の原データであっても、輝度（Ｙ）信号と２つの色差（Ｃｂ，Ｃｒ）信号の画像信号データであっても同様に扱うことができるものである。すなわちこの実施形態においては、画像メモリ４を信号データの交換手段として用いることにより、拡大縮小回路の兼用を可能としているものである。
【００９１】
さらに、本願出願人は、先に、例えば１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置において、例えば図５に示すような４色の市松状の原色フィルタを用いる装置を提案した（http://www.sony.co.jp/SonyInfo/News/Press/200307/03-029/参照）。すなわち図５の原色フィルタにおいては、４色として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色と、エメラルド（Ｅ）を用いるものである。ここでこの４色の分光特性は、例えば図６に示すような特性のものである。
【００９２】
そしてこのような４色を用いている場合には、光学レンズによる色収差は、例えば図７に示すようになる。すなわち、エメラルド（Ｅ）の画像の収差は、緑（Ｇ）と青（Ｂ）の中間に位置しているものである。そこでこのような収差を補正するためには、例えば図８に示すように緑（Ｇ）の画像を基準として、赤（Ｒ）の画像を縮小、青（Ｂ）の画像を拡大すると共に、エメラルド（Ｅ）の画像は青（Ｂ）の画像より少ない拡大を行う。
【００９３】
すなわちこの場合に、パラメータ算出処理部１０３では、上述の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）及びエメラルド（Ｅ）に応じた制御パラメータが算出される。そして例えば図９に示すように１画素期間ごとに緑（Ｇ）と赤（Ｒ）、若しくは青（Ｂ）とエメラルド（Ｅ）のパラメータをスイッチ手段１２１、１２２で切り換えると共に、さらに１水平期間ごとにスイッチ手段１２１、１２２からのパラメータをスイッチ手段１２３で切り換える。これにより、それぞれのパラメータの計算を連続的に行うことで、演算の効率を高めることができ、制御パラメータの供給をきわめて容易に行うことができるものである。
【００９４】
このようにして、４色の市松状の原色フィルタを用いる画像撮影装置においても、光学レンズによる色収差の補正を行うことができる。
【００９５】
こうして上述の画像撮影装置によれば、撮影レンズと、撮影レンズを通った映像光を電気的な画像信号に変換する撮像手段と、画像信号を撮像時の原色信号のまま処理する第１のカメラ信号処理手段と、第１のカメラ信号処理手段からの出力信号を撮像時の原色信号の各色別に画像の拡大または縮小を行う第１の解像度変換手段と、撮影レンズ内に設けられるアイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高を検出する検出手段と、検出手段からの検出出力に応じて第１の解像度変換手段での拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御する制御手段と、第１の解像度変換手段からの出力信号を映像信号に変換する第２のカメラ信号処理手段とを備えることにより、特に１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置において、小型化された撮影レンズで生じる画質劣化を良好に補正することができるものである。
【００９６】
また、上述の画像処理装置によれば、撮影レンズを通った映像光を電気的な画像信号に変換して撮影する装置に用いられる画像処理装置であって、画像信号を撮像時の原色信号のまま処理する第１のカメラ信号処理手段と、第１のカメラ信号処理手段からの出力信号を撮像時の原色信号の各色別に画像の拡大または縮小を行う第１の解像度変換手段と、撮影レンズ内に設けられるアイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高を検出する検出手段と、検出手段からの検出出力に応じて第１の解像度変換手段での拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御する制御手段と、第１の解像度変換手段からの出力信号を映像信号に変換する第２のカメラ信号処理手段とを備えることにより、特に１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う画像撮影装置に適用して、小型化された撮影レンズで生じる画質劣化を良好に補正することができるものである。
【００９７】
さらに上述のレンズ色収差補正方法によれば、撮影レンズを通った映像光を電気的な画像信号に変換して撮影する装置に用いられるレンズ色収差補正方法であって、画像信号を撮像時の原色信号のまま第１のカメラ信号処理し、第１のカメラ信号処理された信号を撮像時の原色信号の各色別に第１の解像度変換により画像の拡大または縮小を行うと共に、撮影レンズ内に設けられるアイリスの駆動状態及び被写体のレンズ像高を検出し、検出された検出出力に応じて第１の解像度変換での拡大または縮小の変換係数及び光軸中心座標を制御し、第１の解像度変換された信号を第２のカメラ信号処理により映像信号に変換することにより、特に１個の撮像素子の撮像面に光学色フィルタを設けてカラー画像の撮像を行う場合に、小型化された撮影レンズで生じる画質劣化を良好に補正することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
なお本発明は、上述の説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく種々の変形が可能とされるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明による画像撮影装置、画像処理装置及びレンズ色収差補正方法を適用した画像撮影装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】映像信号の出力を示すタイミングチャート図である。
【図３】切り換え手段の構成図である。
【図４】本発明の他の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態の説明のための図である。
【図６】４色フィルタの分光特性図である。
【図７】その色収差の説明のための図である。
【図８】その処理動作の説明のための図である。
【図９】その切り換え手段の構成図である。
【図１０】本願発明者が先に提案した画像撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】その説明のための図である。
【図１２】各像高の点におけるアイリスの絞り量と３原色光の結像位置のずれ量の関係を示す特性曲線図である。
【図１３】その動作の説明のための図である。
【図１４】色収差及びアイリスの説明のための図である。
【図１５】従来の手振れ補正手段の説明のためのブロック図である。
【図１６】その説明のための図である。
【符号の説明】
【０１００】
１…撮影レンズ、２…撮像手段、３…Ａ／Ｄ変換回路、４…画像メモリ、６１…第１のカメラ信号処理回路、６２…第２のカメラ信号処理回路、９４…拡大縮小回路、９５…拡大縮小回路、１０２…レンズ収差データ生成部、１０３…パラメータ算出処理部
【図１】
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【図２】
2005117332.tif 000004
【図３】
2005117332.tif 000005
【図４】
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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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【図１５】
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【図１６】
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