(57)【要約】【課題】焦点検出制御に起因して生じる記録画像の不明瞭さを容易に補正する。【解決手段】カメラＣＰＵ１５６は、検出された合焦位置とフォーカスレンズ群１０３の位置との差を示すデフォーカス量を、レンズ群１０１光学収差に起因するピントずれを補正するためのベストピント位置補正情報に応じて補正して補正後のデフォーカス量を求めて、補正後のデフォーカス量に応じてフォーカスレンズ群を駆動制御する。さらに、カメラＣＰＵは画像補正部１６０によってベストピント位置補正情報に基づいて合焦位置で得られた画像を補正処理して補正後の画像を得る。そして、カメラＣＰＵは上記の駆動制御および補正処理のいずれか一方を選択する。【選択図】図１
2016126232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを備える撮像光学系を有し、前記フォーカスレンズを合焦位置に位置づけて撮影を行う撮像装置であって、
前記フォーカスレンズが合焦位置に位置するか否かを検出する焦点検出手段と、
前記焦点検出手段で検出された前記合焦位置と前記フォーカスレンズの位置との差を示すデフォーカス量を、前記撮像光学系の光学収差に起因するピントずれを補正するためのベストピント位置補正情報に応じて補正して補正後のデフォーカス量を求めて、前記補正後のデフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを駆動制御する駆動制御手段と、
前記ベストピント位置補正情報に基づいて前記合焦位置で得られた画像を補正して補正後の画像を得る補正制御手段と、
予め設定された条件に応じて前記駆動制御手段および前記補正制御手段のいずれか一方を選択する選択制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記選択制御手段は、前記予め設定された条件として前記焦点検出手段で用いる焦点検出方式を用い、前記焦点検出方式に応じて前記駆動制御手段および前記補正制御手段のいずれか一方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】
前記選択制御手段は、前記焦点検出方式が位相差検出方式であると、前記駆動制御手段を選択し、前記焦点検出方式がコントラスト検出方式であると、前記補正制御手段を選択することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記補正制御手段は、アンシャープマスク処理を用いて、前記ベストピント位置補正情報に基づいて前記画像を補正する調整量を決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記補正後の画像を記録する場合に前記補正制御手段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６】
フォーカスレンズを備える撮像光学系を有し、前記フォーカスレンズを合焦位置に位置づけて撮影を行う撮像装置の制御方法であって、
前記フォーカスレンズが合焦位置に位置するか否かを検出する焦点検出ステップと、
前記焦点検出ステップで検出された前記合焦位置と前記フォーカスレンズの位置との差を示すデフォーカス量を、前記撮像光学系の光学収差に起因するピントずれを補正するためのベストピント位置補正情報に応じて補正して補正後のデフォーカス量を求めて、前記補正後のデフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを駆動制御する駆動制御ステップと、
前記ベストピント位置補正情報に基づいて前記合焦位置で得られた画像を補正して補正後の画像を得る補正制御ステップと、
予め設定された条件に応じて前記駆動制御ステップおよび前記補正制御ステップのいずれか一方を選択する選択制御ステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項７】
フォーカスレンズを備える撮像光学系を有し、前記フォーカスレンズを合焦位置に位置づけて撮影を行う撮像装置で用いられる制御プログラムであって、
前記撮像装置が備えるコンピュータに、
前記フォーカスレンズが合焦位置に位置するか否かを検出する焦点検出ステップと、
前記焦点検出ステップで検出された前記合焦位置と前記フォーカスレンズの位置との差を示すデフォーカス量を、前記撮像光学系の光学収差に起因するピントずれを補正するためのベストピント位置補正情報に応じて補正して補正後のデフォーカス量を求めて、前記補正後のデフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを駆動制御する駆動制御ステップと、
前記ベストピント位置補正情報に基づいて前記合焦位置で得られた画像を補正して補正後の画像を得る補正制御ステップと、
予め設定された条件に応じて前記駆動制御ステップおよび前記補正制御ステップのいずれか一方を選択する選択制御ステップと、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、その制御方法、および制御プログラム、並びに撮像装置に関し、特に、フォーカスレンズを移動させて被写体のコントラスト変化に応じて焦点検出を行う焦点検出装置を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、デジタルカメラ又はビデオカメラなどの撮影装置においてその焦点状態（ピント状態）を検出して自動的に焦点調整を行うオートフォーカス（ＡＦ）が知られている。そして、ＡＦとして、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子の出力である画像信号から所定の測距領域範囲にある高周波成分を抽出してそのコントラスト値を焦点評価値として算出するコントラスト検知手法がある。このコントラスト検知手法においては、焦点評価値に基づいて合焦位置が検出される。
【０００３】
また、主に動画撮影の際には、フォーカスレンズ群に微少な周期的変位を与えて焦点評価値を時系列的に得ている（所謂ウォブリング制御）。そして、当該焦点評価値が最大値になるフォーカスレンズ群の位置が周期的変位の中心位置になるようにフィードバック制御を行う所謂山登り方式の焦点位置検出制御が行われる。
【０００４】
ところで、コントラスト検知手法を用いて焦点検出を高速に行うため、画像信号を間引いて焦点評価値を得ることがある。このような間引きを行うと、コントラスト評価を行う際の空間周波数帯域が低域側に変換されてしまって、高周波帯域側でコントラスト評価を行う場合に比べてそのコントラスト評価に差が生じてしまう。
【０００５】
さらには、撮像光学系における光学収差が大きいと、コントラスト評価を行う際の空間周波数帯域と観賞に適する空間周波数帯域とに差が生じることもある。
【０００６】
いずれの場合においても、コントラスト評価において焦点評価値が最大と判定されるフォーカスレンズ群の位置（ピント位置）と観賞において最適なフォーカスレンズ群の位置とに差が生じることになる。このため、焦点調整を重視すると、明瞭な画像を記録することができなくなってしまう。
【０００７】
一方、ピント位置のズレを防止するため、ピント補正量を設定してフォーカスレンズ群の位置を補正するようにした撮像装置がある（特許文献１参照）。
【０００８】
さらに、被写体の空間周波数を抽出する複数のバンドパスフィルタによって検出されるピント位置が異なる場合にピント位置を補正するようにした撮像装置がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１９３８４公報
【特許文献２】特開２００９−１７５２５３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１又は２に記載の手法は、フォーカスレンズ群の位置を補正することによってピント位置を補正するようにしている。静止画の撮影においては、１回目の撮影動作から次の撮影動作までの間隔があるので、焦点評価値が最大となる位置にフォーカスレンズ群を位置させた後、観賞において最適なピント位置にフォーカスレンズ群の位置を補正する（ベストピント位置補正）ことに問題は少ない。
【００１１】
ベストピント位置補正に係る情報は、例えば、交換可能な撮影光学系又は撮像装置に備えられたメモリに記憶される。そして、撮影状態（撮影シーン）に応じて必要な情報をメモリから読み出して、最良のピント位置補正を行うことは既に行われている。
【００１２】
ところが、動画撮影の際には、前述のように、ウォブリング制御を用いた山登り方式の焦点位置検出制御が行われる。
【００１３】
このような場合に、ピント位置の補正を行うためには、フォーカスレンズ群の位置を焦点評価値が最大となる位置からベストピント位置補正分だけフォーカスレンズ群の位置をオフセットする必要がある。そして、オフセット位置を中心位置として周期的なフォーカスレンズ群の位置変位を行う必要がある。
【００１４】
ところが、焦点評価値が最大となる位置が常に変化することを考慮すると、高速に焦点検出を行う場合にリアルタイムにフォーカスレンズ群の位置をオフセット処理することは困難である。
【００１５】
さらに、ウォブリング制御においてフォーカスレンズ群の位置変位を周期的に与えると、動画像を記録する際に若干のピント変化を常に与える現象を生じる。このような現象を抑止するため、通常、観賞を行う上で問題を生じない変位量範囲にウォブリング制御を限定することが行われている。
【００１６】
ところが、ウォブリング制御における変位量範囲を限定した際に上述のオフセット処理を行うと、ベストピント位置に係る補正量が大きい場合には焦点評価値が最大となる位置が周期変位に入らなくなってしまう。この結果、焦点評価値の最大値を探索するフィードバック制御を行うことができなくなる。
【００１７】
従って、本発明の目的は、焦点検出制御に起因して生じる記録画像の不明瞭さを容易に補正することのできる撮像装置、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するため、本発明による撮像装置は、フォーカスレンズを備える撮像光学系を有し、前記フォーカスレンズを合焦位置に位置づけて撮影を行う撮像装置であって、前記フォーカスレンズが合焦位置に位置するか否かを検出する焦点検出手段と、前記焦点検出手段で検出された前記合焦位置と前記フォーカスレンズの位置との差を示すデフォーカス量を、前記撮像光学系の光学収差に起因するピントずれを補正するためのベストピント位置補正情報に応じて補正して補正後のデフォーカス量を求めて、前記補正後のデフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを駆動制御する駆動制御手段と、前記ベストピント位置補正情報に基づいて前記合焦位置で得られた画像を補正して補正後の画像を得る補正制御手段と、予め設定された条件に応じて前記駆動制御手段および前記補正制御手段のいずれか一方を選択する選択制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明による制御方法は、フォーカスレンズを備える撮像光学系を有し、前記フォーカスレンズを合焦位置に位置づけて撮影を行う撮像装置の制御方法であって、前記フォーカスレンズが合焦位置に位置するか否かを検出する焦点検出ステップと、前記焦点検出ステップで検出された前記合焦位置と前記フォーカスレンズの位置との差を示すデフォーカス量を、前記撮像光学系の光学収差に起因するピントずれを補正するためのベストピント位置補正情報に応じて補正して補正後のデフォーカス量を求めて、前記補正後のデフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを駆動制御する駆動制御ステップと、前記ベストピント位置補正情報に基づいて前記合焦位置で得られた画像を補正して補正後の画像を得る補正制御ステップと、予め設定された条件に応じて前記駆動制御ステップおよび前記補正制御ステップのいずれか一方を選択する選択制御ステップと、を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明による制御プログラムは、フォーカスレンズを備える撮像光学系を有し、前記フォーカスレンズを合焦位置に位置づけて撮影を行う撮像装置で用いられる制御プログラムであって、前記撮像装置が備えるコンピュータに、前記フォーカスレンズが合焦位置に位置するか否かを検出する焦点検出ステップと、前記焦点検出ステップで検出された前記合焦位置と前記フォーカスレンズの位置との差を示すデフォーカス量を、前記撮像光学系の光学収差に起因するピントずれを補正するためのベストピント位置補正情報に応じて補正して補正後のデフォーカス量を求めて、前記補正後のデフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを駆動制御する駆動制御ステップと、前記ベストピント位置補正情報に基づいて前記合焦位置で得られた画像を補正して補正後の画像を得る補正制御ステップと、予め設定された条件に応じて前記駆動制御ステップおよび前記補正制御ステップのいずれか一方を選択する選択制御ステップと、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、フォーカスレンズの位置補正を行って最良ピント状態を保持することが困難である場合に、ピントずれに起因する画像劣化をベストピント位置補正情報に応じて補正する。これによって、焦点検出制御に起因して生じる記録画像の不明瞭さを容易に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態による撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すカメラにおいてウォブリング制御を行った際のコントラスト評価値の変化を説明するための図であり、（Ａ）は図１に示すレンズ群を拡大して示す図、（Ｂ）は通常のウォブリング制御を行った際のコントラスト評価値の変化を示す図、（Ｃ）はコントラスト評価値のピーク位置とピント位置補正を行ったベストピント位置との関係を示す図、（Ｄ）はベストピント位置補正量が大きい場合にベストピント位置をフォーカスレンズ群の往復移動の中心とした際のコントラスト評価値のピーク位置の判定を示す図である。
【図３】図１に示すカメラで撮影される撮影対象の一例を示す図である。
【図４】アンシャープマスクフィルタ処理の一例を説明するための図であり、（Ａ）は図３に示す撮影対象を撮影した際の元画像を示す元画像信号とボケ成分を付加したボケ画像信号を示す図、（Ｂ）は元画像信号とボケ画像信号との差分を示す差分信号を示す図、（Ｃ）は差分信号を元画像信号に加算して得られた補正画像信号を示す図である。
【図５】アンシャープマスクフィルタ処理において適応量を変化させた際の補正画像信号について説明するための図であり、（Ａ）は図３に示す撮影対象を撮影した際の元画像を示す元画像信号とボケ成分を付加したボケ画像信号を示す図、（Ｂ）は元画像信号とボケ画像信号との差分を示す差分信号を示す図、（Ｃ）は差分信号を元画像信号に加算して得られた補正画像信号を示す図である。
【図６】アンシャープマスクフィルタ処理において半径を変化させた際の補正画像信号について説明するための図であり、（Ａ）は図３に示す撮影対象を撮影した際の元画像を示す元画像信号とボケ成分を付加したボケ画像信号を示す図、（Ｂ）は元画像信号とボケ画像信号との差分を示す差分信号を示す図、（Ｃ）は差分信号を元画像信号に加算して得られた補正画像信号を示す図である。
【図７】図１に示すカメラにおいて観賞の際のベストピント位置から外れた状態におけるコントラスト評価値の最大値が得られた状態を示す図である。
【図８】図１に示すカメラで行われる焦点検出処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態による撮像装置の一例について図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態による撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。
【００２５】
図示の撮像装置は、例えば、デジタルカメラ（以下単にカメラと呼ぶ）であり、カメラ本体１５０および撮像光学系ユニット（以下レンズユニットと呼ぶ）１００を備えている。そして、レンズユニット１００はカメラ本体１５０に対して交換可能である。なお、図示のカメラは動画および静止画の撮影が可能である。
【００２６】
レンズユニット１００はレンズ群１０１を有しており、レンズ群１０１には光彩絞り１０２およびフォーカスレンズ群１０３が配置されている。光彩絞り１０２は絞り径駆動部１０４によってその開口径が調整されて光量調節を行う。また、フォーカスレンズ群１０３はフォーカスレンズ群駆動部１０５によって光軸に沿って移動し焦点位置調節を行う。
【００２７】
前述のフォーカスレンズ群駆動部１０５および絞り径駆動部１０４はレンズＣＰＵ１０６によって駆動制御される。そして、レンズＣＰＵ１０６は、カメラ伝達部１５１およびレンズ伝達部１０９を介してカメラＣＰＵ１５６とデータ通信を行って、後述する測光および測距評価に応じてフォーカスレンズ群駆動部１０５および絞り径駆動部１０４を制御する。
【００２８】
レンズユニット１００には光学系諸情報メモリ（第１のメモリ）１０７が備えられている。この光学系諸情報メモリ１０７には、Ｆ値の範囲およびレンズユニット１００の焦点距離（ズームレンズの場合には焦点距離の範囲）などの光学特性情報が格納されるとともに、レンズユニット１００を識別するための識別情報などが格納されている。なお、これら光学特性情報および識別情報は光学系諸情報と呼ばれる。
【００２９】
さらに、レンズユニット１００には、ベストピント位置補正情報メモリ（第２のメモリ）１０８が備えられている。このベストピント位置補正情報メモリ１０８には、光学系諸情報に関係するベストピント位置補正情報が格納されている。ベストピント位置補正情報は、レンズユニット１００のＦ値および被写体の距離に応じて変動するレンズユニット１００の光学収差に起因するピントずれを補正するための情報である。
【００３０】
なお、レンズＣＰＵ１０６はレンズ伝達部１０３およびカメラ伝達部１５１を介して光学系諸情報およびベストピント位置補正情報をカメラＣＰＵ１５６に送信する。
【００３１】
カメラ本体１５０は、例えば、一眼レフレックス式のデジタルカメラ本体である。なお、カメラ本体１５０は所謂光学ファインダーを廃止して撮像素子１５２によって得られる画像を電子式ファインダーで確認するデジタルカメラ本体であってもよい。
【００３２】
図示の例では、一眼レフレックス式のカメラに備えられる光学ファインダーおよびクイックリターンミラーなどの機構は省略されている。図示のカメラでは、コントラスト検知による焦点検出の際にはクイックリターンミラーが光軸から退避する所謂ライブビュー状態であるものとする。
【００３３】
レンズ群１０１を通過した被写体像（光学像）は、カメラ本体１５０に備えられた撮像素子１５２に結像する。撮像素子１５２は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサとその周辺回路とを備える素子である。
【００３４】
撮像素子１５２は、２次元マトリックス状に配置された複数の受光ピクセル（画素）を有し、例えば、横方向にＭ画素、縦方向にＮ画素の受光ピクセルを備えている（ＭおよびＮの各々は２以上の整数）。そして、撮像素子１５２にはベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタがオンチップで形成されており、所謂２次元単板カラーセンサを構成している。
【００３５】
なお、ここでは、詳細な説明を省略するが、複数の受光ピクセルの一部は、遮光部分を異ならせて一対の位相差検出用画素として用いられる。
【００３６】
撮像素子１５２が光学像を受光すると、撮像信号抽出部１５３は撮像素子の出力（光電変換出力）をＡ／Ｄ変換して撮像信号として出力する。焦点検出用信号抽出部１５４は、焦点検出方式選択部１５５で選択された焦点検出方式に応じて撮像信号から焦点検出を行う範囲で信号を抽出して焦点検出用信号とする。
【００３７】
この際、撮像信号抽出部１５３は、撮像信号の信号強度を露光量決定部１５８に送る。そして、露光量決定部１５８は、信号強度に応じて露光量を決定して、後述するようにして撮像素子駆動部１５９を駆動して撮像素子１５２のゲインを調整する。
【００３８】
カメラＣＰＵ１５６はカメラ全体の制御を司る。ここでは、カメラＣＰＵ１５６は、ＲＯＭ（図示せず）に格納されたプログラムに基づいてカメラを制御して、測距演算処理、撮影処理、画像形成処理、および記録処理などの一連の動作を実行させる。なお、前述の露光量決定部１５８はカメラＣＰＵ１５６からレンズユニット１００の絞り状態および後述する焦点検出用信号の信号強度を受けて、前述のゲイン調整を行う。
【００３９】
焦点検出方式選択部１５５は、第１の焦点検出方式（焦点検出手法）である位相差焦点検知および第２の焦点検出方式であるコントラスト焦点検知のいずれかを選択する。焦点検出方式選択部１５５は、焦点検出方式を選択する際、例えば、カメラＣＰＵ１５６から画像における被写体の明るさおよびコントラストを受けて、これら明るさおよびコントラストに応じて焦点検出方式を選択する。なお、焦点検出方式選択部１５５はユーザによる設定に応じて焦点検出方式を選択するようにしてもよい。
【００４０】
さらに、焦点検出方式選択部１５５は、動画撮影の際には、前述のベストピント位置補正情報に応じて、現在の撮影状況に対応するピント位置補正量を得て画像の補正が必要と判定すると画像補正部１６０に当該ベストピント位置補正量を送る。
【００４１】
画像補正部１６０はデジタル信号処理によって画像の劣化を補正する。通常の状態では、画像補正部１６０は撮像信号抽出部１５３の出力である撮像信号を補正することなく画像データとして出力する。一方、ベストピント補正量を受けると、画像補正部１６０は撮像信号に対して画像補正処理を行う。ここでは、画像補正部１６０は、ベストピント補正量に基づいてデジタルフィルタの強度および適応量を算出して、当該適応量に応じた画像補正処理を行って画像データを生成する。そして、画像データは画像記録部１６１によって記録媒体（図示せず）に記録される。
【００４２】
カメラＣＰＵ１５６は、焦点検出用信号を焦点検出用信号抽出部１５４から受けて、当該焦点検出用信号をフォーカス駆動量決定部１５７に送る。フォーカス量駆動量決定部１５７は焦点検出用信号に基づいてフォーカス駆動量（以下単にフォーカス量と呼ぶ）を算出する。この際、フォーカス量決定部１５７は、ベストピント位置補正情報１０８に基づいて現在の撮影状況に応じた補正量（ベストピント補正量）をフォーカス量に加えてフォーカス量を補正する。
【００４３】
なお、コントラスト検知によって焦点検出を行う動画撮影の場合には、フォーカス量決定部１５７は補正値をフォーカス量に加えない。
【００４４】
フォーカス駆動量決定部１５７は、カメラ伝達部１５１およびレンズ伝達部１０９を介してレンズＣＰＵ１０６にフォーカス量を送る。レンズＣＰＵ１０６はフォーカス量に応じてフォーカスレンズ群駆動部１０５を制御してフォーカスレンズ群１０３を光軸に沿って駆動してフォーカスレンズ群１０３を合焦位置に位置付ける。
【００４５】
このようにして、フォーカスレンズ群１０３を合焦制御する際、光学系諸情報に関連付けられたベストピント位置補正情報を用いてフォーカス量を補正するようにしたので、精度よく合焦制御を行うことができる。
【００４６】
なお、静止画撮影の場合には、合焦制御が行われると（ピントが合った状態となると）、カメラＣＰＵ１５６は撮影動作に実行する。そして、レリーズ操作によって次の撮影指示が行われるまで、カメラＣＰＵ１５６は待機する。一方、動画撮影モード又はコンティニュアスな焦点検出モードが設定された際には、カメラＣＰＵ１５６は撮像信号の取り込みを継続して焦点検出から合焦制御に至るまでの処理を繰り返す。
【００４７】
上記のベストピント位置補正情報は、必ずしもレンズユニット１００に記録する必要はない。例えば、複数のレンズユニット１００に関するベストピント位置補正情報をカメラ本体１５０に記録して、カメラ本体１５０に装着されたレンズユニット１００を識別して当該識別結果に応じたベストピント位置補正情報を用いるようにしてもよい。
【００４８】
図２は、図１に示すカメラにおいてウォブリング制御を行った際のコントラスト評価値（つまり、焦点評価値）の変化を説明するための図である。そして、図２（Ａ）は図１に示すレンズ群１０１を拡大して示す図であり、図２（Ｂ）は通常のウォブリング制御を行った際のコントラスト評価値の変化を示す図である。また、図２（Ｃ）はコントラスト評価値のピーク位置とピント位置補正を行ったベストピント位置との関係を示す図であり、図２（Ｄ）はベストピント位置補正量が大きい場合にベストピント位置をフォーカスレンズ群の往復移動の中心とした際のコントラスト評価値のピーク位置の判定を示す図である。
【００４９】
ウォブリング制御では、レンズ群１０１に備えられたフォーカスレンズ群１０３を微少に光軸に沿って往復運動させつつ、被写体のコントラスト評価を行う。そして、コントラスト評価値に基づいて最良のピント位置にフォーカスレンズ群１０３の位置を往復運動の中心位置に補正する。
【００５０】
図２（Ｂ）において、横軸はフォーカスレンズ群１０３の位置（Ｐ）を示し、縦軸はコントラスト評価値（Ｈ）を示す。通常のウォブリング制御で得られたコントラスト評価値を結んだコントラスト評価値曲線Ｃはピーク位置ＢＰを有している。
【００５１】
動画撮影の際には、ウォブリング制御によって得られる被写体のコントラスト評価値のピーク位置がウォブリング制御の中心位置となるようにフィードバック制御によってフォーカスレンズ群１０３を移動させる。
【００５２】
ウォブリング制御においては、フォーカスレンズ群１０３を往復運動させる範囲を広げてコントラスト評価値のピーク位置を検知する。これによって、カメラと被写体との距離に急激な変化があった場合においても、コントラスト評価値のピーク位置がコントラスト検知の範囲外となってしまうことを防止することができる。よって、焦点検出の際の追従性を向上させることができる。
【００５３】
ところが、フォーカスレンズ群１０３の往復運動の範囲を広げ過ぎてしまうと、フォーカスレンズ群１０３を往復運動させた際のピント変化が大きくなってしまい、不自然な画像となってしまうことがある。従って、観賞の際にユーザに不自然さを感じさせないように、ウォブリング制御の際のフォーカスレンズ群１０３の往復運動の範囲（往復量ともいう）を極力小さくすることが望ましい。
【００５４】
さらに、コントラスト評価値のピーク位置を合焦状態（つまり、合焦位置）とした際、当該合焦状態が必ずしも画像観賞の際の最良の合焦状態と一致しないことがある。このような不一致は、レンズユニット１００の幾何学的な光学収差および回折によるボケ成分などに起因して生じる。このような原因によって、画像を観賞する際の最良の合焦位置とコントラスト評価値のピーク位置との間にズレを生じてしまう。
【００５５】
例えば、コントラスト評価値の算出処理を高速化するため、加算処理および間引き処理によって画像を縮小してコントラスト評価値を求めると、元の画像に対して周波数帯域が変化してしまことになる。これによって、画像を観賞する際の最良の合焦位置とコントラスト評価値のピーク位置との間にズレが生じる。
【００５６】
また、演算処理速度の高速化および画像の高感度化を図るため、撮像素子１５２のベイヤー配列から、例えば、グリーン画素のみを用いてコントラスト評価値の算出を行うので、レンズ群１０１の色収差による合焦位置のズレが配慮されなくなってしまう。
【００５７】
さらに、色収差に起因してフレアー成分を多く含む画像については、観賞の際の最良の合焦状態をコントラスト評価値のピーク位置からずらした方がよいことがある。
【００５８】
上述のような理由によって、観賞の際に最良の合焦状態を設定するためには、コントラスト評価値のピーク位置となるフォーカスレンズ群１０３の位置から鑑賞の際の最良の合焦状態となる位置にフォーカスレンズ群１０３の位置を補正する必要がある。
【００５９】
つまり、図１に関連して説明したように、レンズユニット１００に記録されたベストピント位置補正情報に基づいて現在の撮影状況に適したピント位置補正量に相当するデフォーカス量を求めて、当該デフォーカス量を得るためのフォーカスレンズ群１０３の位置補正量を求める必要がある。そして、静止画撮影の際にはフォーカスレンズ群１０３の位置補正量を考慮して、フォーカスレンズ群１０３を移動させて撮影を行えばよい。ところが、動画撮影の際にはつぎのような問題が生じる。
【００６０】
図２（Ｃ）および図２（Ｄ）を参照して、横軸はフォーカスレンズ群１０３の位置（Ｐ）を示し、縦軸はコントラスト評価値（Ｈ）を示す。曲線Ｃはフォーカスレンズ群１０３の位置に対するコントラスト評価値変化を示し、ＣＰはコントラスト評価値のピーク位置を示す。また、ＢＰは観賞の際に最良となるベストピントのフォーカスレンズ群１０３の位置を示す。そして、ベストピント位置の補正はピーク位置ＣＰと位置ＢＰ（ベストピント位置）とのピント位置差（デフォーカス量）に応じて行われる。
【００６１】
図２（Ｂ）においては、ピーク位置ＣＰおよびＢＰは同一の位置にあるので、動画撮影の際に焦点検出の対象となる被写体との距離が変化したとしても、コントラスト評価値のピーク位置ＢＰ（又はＣＰ）となるようにフォーカスレンズ群１０３の位置を制御すれば、画像観賞の際においても良好な合焦状態を保つことができる。
【００６２】
一方、図２（Ｃ）および図２（Ｄ）においては、画像鑑賞の際において良好な合焦状態を保つためにはベストピント位置補正が必要である。図２（Ｃ）では、現在の撮影状況に応じてピント位置補正量情報を取得し、コントラスト評価値のピーク位置ＣＰからピント位置補正を行ったベストピント位置ＢＰが示されている。
【００６３】
前述のように、ウォブリング制御では、コントラスト評価値のピーク位置を基準としてフォーカスレンズ群１０３の往復運動が制御される。そして、フォーカスレンズ群１０３の往復量（往復運動範囲）は画像観賞の際に問題がない範囲に設定されることが望ましい。
【００６４】
図２（Ｃ）に示す例では、往復運動範囲にコントラスト評価値のピーク位置Ｃとベストピント位置ＢＰとが存在する。このため、ピーク位置Ｃを参照しつつ、ベストピント位置ＢＰがフォーカスレンズ群１０３の往復運動範囲の中心位置になるように制御する必要がある。
【００６５】
さらに、ベストピント位置補正量が大きいと、図２（Ｄ）に示すようにベストピント位置ＢＰをフォーカスレンズ群１０３の往復運動範囲の中心とした場合にコントラスト評価値のピーク位置が判定不可能になってしまう。この結果、ウォブリング制御が行えないという事態になる。
【００６６】
そこで、動画撮影の際に問題となるボケ画像を修正して先鋭な画像を得るため、撮影の結果得られた画像に対して画像補正処理の一つであるシャープフィルタ処理を行う。
【００６７】
シャープフィルタ処理の一例として、アンシャープマスクフィルタ処理がある。アンシャープマスクフィルタ処理では、補正対象であるオリジナル画像に２次元ガウス分布を与えてボケ画像を生成する。そして、オリジナル画像とボケ画像との差分を求めて、当該差分をオリジナル画像に加えてエッジ成分を強調する。
【００６８】
図３は、図１に示すカメラで撮影される撮影対象の一例を示す図である。
【００６９】
図３に示す撮影対象は、黒色の背景３０１に白色バーチャートの被写体３０２が存在する。いま、図１に示すカメラで、図３に示す撮影対象を撮影したとする。
【００７０】
図４は、アンシャープマスクフィルタ処理を説明するための図である。そして、図４（Ａ）は図３に示す撮影対象を撮影した際の元画像を示す元画像信号とボケ成分を付加したボケ画像信号を示す図であり、図４（Ｂ）は元画像信号とボケ画像信号との差分を示す差分信号を示す図である。また、図４（Ｃ）は差分信号を元画像信号に加算して得られた補正画像信号を示す図である。
【００７１】
図４（Ａ）に示す例では、図３に示す撮影対象（以下チャートと呼ぶ）を撮影して得られた画像信号（元画像信号）を水平方向（Ｘ方向）に走査した際の信号強度Ｐの変化が示されている。図４（Ａ）において、ＯＩは図３に示すチャートを撮影して得られる元画像信号を示し、ＢＩは元画像信号ＯＩに対してボケ成分を付加したボケ画像信号を示す。
【００７２】
ここで、元画像信号ＯＩとボケ画像信号ＢＩとの差分を求めて、当該差分を示す差分信号をＤＩとする（図４（Ｂ）参照）。
【００７３】
図３に示す白黒のチャートを撮影する際、ダイナミックレンジ範囲の限界まで用いると、元画像信号ＯＩは白飛びや黒つぶれを起こして被写体の階調性が失われる。これを防止するため、一般に画像信号の強度を調整するガンマ補正処理が行われる。そして、差分信号ＤＩと元画像信号ＯＩとを加算してボケ画像信号のエッジ成分を強調する。これによって、図４（Ｃ）に示すように、シャープ補正が行われた補正画像信号ＨＩが得られ、ベストピント状態に近い鮮鋭画像を得ることができる。
【００７４】
上述の処理によって得られた補正画像信号ＨＩは、次の式（１）で表される。
【００７５】
ＨＩ＝ＯＩ＋（ＯＩ−ＢＩ）＝ＯＩ＋ＤＩ      （１）
上述のように、元画像信号に対してアンシャープマスクフィルタ処理を行った後の画像信号を観賞上最適にするためには、元画像信号ＯＩに付加するボケ画像信号（つまり、付加画像）ＤＩとして適切な画像信号を選択する必要がある。このため、アンシャープマスクフィルタ処理を行う際には、フィルタ効果を調整するための適応変数が準備される。
【００７６】
この適応変数の１つ目がエッジ部分のコントラスト強調をどの程度の強さで行うかを調節するための適応量である。この適応量とは、差分信号ＤＩの信号強度Ｐに対して指定倍率（調整量）を乗算して、信号強度が変更された差分信号ＤＩを元画像信号ＯＩに付加することによってアンシャープマスクフィルタ処理後の補正画像信号ＨＩのエッジ部分の立ち上がり成分を変化させるためのものである。
【００７７】
適応変数の２つ目がエッジ部分を強調する際にエッジ成分をどの程度の幅に設定して強調を行うかを決定する調整量を示す半径である。半径を変化させると、ボケ画像信号ＢＩにおいて水平方向（Ｘ方向）に対するボケ量が調整される。よって、半径を変化させることによって、元画像信号のボケ部分の大きさに合わせてボケ成分をエッジ部分に変換することができる。なお、上記の半径の単位は画素ピクセル単位で表される。
【００７８】
上述の適応変数を最適に設定すれば、画像法背処理によって、ベストピント位置の補正が行われない結果非鮮鋭であった画像を観賞の際に不自然さが抑止された画像とすることができる。
【００７９】
図５は、アンシャープマスクフィルタ処理において適応量を変化させた際の補正画像信号について説明するための図である。そして、図５（Ａ）は図３に示す撮影対象を撮影した際の元画像を示す元画像信号とボケ成分を付加したボケ画像信号を示す図であり、図５（Ｂ）は元画像信号とボケ画像信号との差分を示す差分信号を示す図である。また、図５（Ｃ）は差分信号を元画像信号に加算して得られた補正画像信号を示す図である。
【００８０】
図５（Ａ）には図４（Ａ）と同様の元画像信号およびボケ画像信号ＢＩが示されている。図５（Ｂ）に示す例では、適応量を大きくしており、この結果、差分信号ＤＩ１は、図４（Ｂ）に示す差分信号ＤＩに比べて強度Ｐの方向に振幅が大きくなっている。この結果、図５（Ｃ）に示すように、補正画像信号ＨＩ１は、エッジの立ち上がり部分および立ち下り部分が強調されてガンマ補正処理によるダイナミックレンジ範囲の上下限に達してしまう。
【００８１】
従って、図３に示すチャートの黒色の背景３０１と白色バーチャートの被写体３０２との境界において白色部分が白飛び状態になる。さらに、当該境界において黒色部分は黒つぶれ状態となってしまうことになって、輪郭が強調され過ぎた不自然な画像となる。
【００８２】
図６は、アンシャープマスクフィルタ処理において半径を変化させた際の補正画像信号について説明するための図である。そして、図６（Ａ）は図３に示す撮影対象を撮影した際の元画像を示す元画像信号とボケ成分を付加したボケ画像信号を示す図であり、図６（Ｂ）は元画像信号とボケ画像信号との差分を示す差分信号を示す図である。また、図６（Ｃ）は差分信号を元画像信号に加算して得られた補正画像信号を示す図である。
【００８３】
図６（Ａ）には図４（Ａ）と同様の元画像信号およびボケ画像信号ＢＩが示されている。図６（Ｂ）に示す例では半径を大きくした結果、差分信号ＤＩ２は、図４（Ｂ）に示す差分信号ＤＩに対してＸ方向に差分信号を伸長される。これによって、ボケ画像信号の広がり範囲に関して画像補正範囲を拡大する。
【００８４】
これによって、ボケ画像信号におけるボケ状態が大きい場合には、半径を大きくすることによってボケに起因して裾が広がったエッジ部分の補正を行うことができる。一方、エッジ部分が広がりすぎてエッジ部分が隣接するボケ画像信号の場合には、隣接するエッジ部分の間隔が狭まってしまい、補正画像信号ＨＩ２において繊細さが失われてしまうことがある。
【００８５】
上述のように、アンシャープマスク処理においては、適応量および半径などの調整量を適正に設定すれば、フォーカスレンズ群１０３のフォーカス位置の補正によってベストピント位置補正処理を行えなかった場合においても良好な画像に補正することができる。
【００８６】
図７は、図１に示すカメラにおいて観賞の際のベストピント位置から外れた状態におけるコントラスト評価値の最大値が得られた状態を示す図である。
【００８７】
図示の例では、図１に示すカメラで被写体ＯＢＪを撮影した際、撮像素子１５２の撮像面ＩＭＧに被写体像が結像した状態が示されている。そして、ここでは、観賞の際のベストピント位置から外れた状態でコントラスト評価値の最大値が得られている。
【００８８】
ボケ像の大きさＤはレンズ群１０１の光学収差および回折が主原因となって生じる。レンズ群１０１のＦ値（又は有効Ｆ値）が分かれば、撮像面ＩＭＧに入射する被写体像の光線角度ωを導くことができる。よって、ボケ像の大きさ（ボケ量）Ｄに応じたデフォーカス量Ｌが予想することができる。そして、当該デフォーカス量Ｌは、図１に関連して説明したベストピント位置補正情報に応じて補正される。つまり、光学系諸情報に応じたベストピント位置補正情報を得れば、図７に示す光線角度ωとデフォーカス量Ｌとに基づいてボケ量Ｄを算出することができる。
【００８９】
ここで、ボケ量Ｄはボケの広がり度合を示すので、撮像素子１５２の画素ピッチに応じてボケ像に対応する画素数を求めることができる。従って、この画素数を上述の調整量である半径を決定する参照値とすればよい。そして、ボケ量Ｄによってエッジ成分の劣化状態を推測することができるので、調整値である適応量も推測することができる。
【００９０】
なお、ここでは、ベストピント位置補正情報に応じて調整量を得る際に、ベストピント位置補正情報に基づいてボケ量Ｄを算出するようにしたが、例えば、ベストピント位置補正情報に対応するアンシャープマスク処理の調整量に関する参照データを予めメモリ記憶して、撮影の際のベストピント位置補正情報に基づいて調整量を得るようにしてもよい。
【００９１】
このようにして、動画撮影の際にウォブリング制御によってリアルタイムでベストピント位置の補正が行えない場合に、ベストピント位置補正情報を画像補正フィルタの調整量を決定するための参照情報として用いる。これによって、観賞の際に良好な画像を得ることができる。
【００９２】
図８は、図１に示すカメラで行われる焦点検出処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、ここでは、動画を撮影した記録する際の焦点検出および合焦処理について説明する。
【００９３】
焦点検出処理を開始すると、カメラＣＰＵ１５６はレンズＣＰＵ１０６からレンズ群１０１に係る焦点距離、Ｆ値、および現在のフォーカスレンズ群１０３の位置を示す撮影情報を取得する（ステップＳ１０１）。そして、カメラＣＰＵ１５６は、当該撮影情報に応じたベストピント位置補正値情報をレンズＣＰＵ１０６から取得する（ステップＳ１０２）。
【００９４】
続いて、カメラＣＰＵ１５６は現在の焦点検出方式がコントラスト検出方式であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。つまり、カメラＣＰＵ１５６は焦点検出方式が予め設定された条件であるか否かを判定することになる。現在の焦点検出方式がコントラスト検出方式でないと（ステップＳ１０３において、ＮＯ）、つまり、位相差検出方式であると、カメラＣＰＵ１５６は焦点検出用信号である位相差信号に応じてＡ像（第１の像）とＢ像（第２の像）との相関を求める（ステップＳ１０４）。そして、カメラＣＰＵ１５６は、ステップＳ１０４で求めた相関演算結果に応じてデフォーカス量を算出する（ステップＳ１０５）。
【００９５】
次に、カメラＣＰＵ１５６は、ステップＳ１０５で求めたデフォーカス量にベストピント位置補正情報で示される補正量を加算する加算処理を行う（ステップＳ１０６）。そして、カメラＣＰＵ１５６は補正後のデフォーカス量をフォーカス駆動量決定部１５７に与える。フォーカス駆動量決定部１５７は補正後のデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ群１０３の駆動量（フォーカス駆動量）を決定して、当該フォーカス駆動量をレンズＣＰＵ１０６に送る。レンズＣＰＵ１０６フォーカス駆動量に応じてフォーカスレンズ群駆動部１０５を制御してデフォーカスレンズ群１０３を合焦位置に駆動する（ステップＳ１０７）。
【００９６】
現在の焦点検出方式がコントラスト検出方式であると（ステップＳ１０３において、ＹＥＳ）、カメラＣＰＵ１５６はレンズＣＰＵ１０６によってフォーカスレンズ群駆動部１０５を制御して所謂山登り式焦点検出動作を行って、焦点評価値が最大となる位置にフォーカスレンズ群を移動させる（ステップＳ１０８）。
【００９７】
続いて、カメラＣＰＵ１５６はベストピント位置補正情報によって画像補正処理を行う際の調整量を決定する。つまり、カメラＣＰＵ１５６はベストピント位置補正情報によってシャープフィルタ特性を決定することになる（ステップＳ１０９）。そして、カメラＣＰＵ１５６は、画像補正部１６０によって、例えば、前述のアンシャープマスク処理を用いて画像補正処理を行う（ステップＳ１１０）。
【００９８】
ステップＳ１０７又はＳ１１０の処理の後、カメラＣＰＵ１５６は、画像記録部１６１によって撮影の結果得られた画像を記録媒体に記録する（ステップＳ１１１）。そして、カメラＣＰＵ１５６は、ユーザによる画像記録終了動作が行われたか否かを判定する（ステップＳ１１２）。
【００９９】
画像記録終了動作が行われていないと（ステップＳ１１２において、ＮＯ）、カメラＣＰＵ１５６はステップＳ１０１の処理に戻る。一方、画像記録終了動作が行われると（ステップＳ１１２において、ＹＥＳ）、カメラＣＰＵ１５６は焦点検出処理を終了する。
【０１００】
なお、ここでは、動画について画像補正処理を行う場合について説明したが、連続的に静止画を撮影する所謂高速連写撮影においてウォブリング制御を行う場合についても適用することができる。
【０１０１】
このように、本発明の実施の形態では、コントラスト検知方式を用いて焦点を行う際、レンズユニット１００に記録されたベストピント位置補正情報を用いて画像補正を行うための調整量を決定するようにしたので、鑑賞に堪えうる良好な画像を得ることができる。
【０１０２】
上述の説明から明らかなように、図１に示す例では、撮像信号抽出部１５３および焦点検出用信号抽出部１５４が焦点検出手段として機能し、カメラＣＰＵ１５６、フォーカス駆動量決定部１５７、レンズＣＰＵ１０６、およびフォーカスレンズ群駆動部１０５が駆動制御手段として機能する。また、カメラＣＰＵ１５６および画像補正部１６０は補正制御手段として機能し、焦点検出方式選択部１５５およびカメラＣＰＵ１５６は選択制御手段として機能する。
【０１０３】
以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【０１０４】
例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を撮像装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを撮像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。
【０１０５】
［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０１  レンズ群
１０３  フォーカスレンズ群
１０５  フォーカスレンズ群駆動部
１０６  レンズＣＰＵ
１５２  撮像素子
１５４  焦点検出用信号抽出部
１５５  焦点検出方式選択部
１５６  カメラＣＰＵ
１５７  フォーカス駆動量決定部
１６０  画像補正部
【図１】
2016126232.tif 000003
【図２】
2016126232.tif 000004
【図３】
2016126232.tif 000005
【図４】
2016126232.tif 000006
【図５】
2016126232.tif 000007
【図６】
2016126232.tif 000008
【図７】
2016126232.tif 000009
【図８】
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