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技術 撮像装置、撮像装置の制御方法、及び制御プログラム

出願人 富士フイルム株式会社
発明者 田中誠二林健吉河合智行倉橋秀和河村典子
出願日 2012年12月27日 (6年11ヶ月経過) 出願番号 2013-551841
公開日 2015年5月11日 (4年7ヶ月経過) 公開番号 WO2013-100095
状態 特許登録済
技術分野 自動焦点調節 焦点調節 カラーテレビジョン画像信号発生装置 スタジオ装置
主要キーワード 配列ライン 処理高 相関方向 自動焦点調節機構 スルー動画 カラーフィルター配列 再現精度 エメラルド
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年5月11日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

精度良くAF評価値を算出する。撮像装置(10)は、第1、第2の方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子(14)と、第1、第2のフィルタを第2の方向に含む第2の方向に沿った配列ラインであって、第1のフィルタの第2の方向における位置が同一となる複数の同一配列ラインと、同一配列ラインとは第2の方向における第1のフィルタの配列が異なる配列ラインとを複数含む基本配列パターンが繰り返されたカラーフィルタと、撮像素子(14)から、複数の画素における画素信号を設定された周期読出し読み出した画素信号から、基本配列パターン内における同一配列ラインのライン画像データを各々生成し、生成したライン画像データのうち第1の色の画素同士を画素加算し、画素加算したライン画像データに基づいて画像データを生成し、生成した画像データに基づいて、コントラストAF評価値を算出する画像処理部(20)と、を備える。

概要

背景

カラー撮像素子で広く用いられている色配列である原色系ベイヤー配列(例えば特許文献1〜3参照)は、人間の目に敏感で、輝度信号を得るために最も寄与する緑(G)画素市松状に、赤(R)、青(B)を線順次に配置している。

概要

精度良くAF評価値を算出する。撮像装置(10)は、第1、第2の方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子(14)と、第1、第2のフィルタを第2の方向に含む第2の方向に沿った配列ラインであって、第1のフィルタの第2の方向における位置が同一となる複数の同一配列ラインと、同一配列ラインとは第2の方向における第1のフィルタの配列が異なる配列ラインとを複数含む基本配列パターンが繰り返されたカラーフィルタと、撮像素子(14)から、複数の画素における画素信号を設定された周期読出し読み出した画素信号から、基本配列パターン内における同一配列ラインのライン画像データを各々生成し、生成したライン画像データのうち第1の色の画素同士を画素加算し、画素加算したライン画像データに基づいて画像データを生成し、生成した画像データに基づいて、コントラストAF評価値を算出する画像処理部(20)と、を備える。

目的

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、精度良くAF評価値を算出することができる撮像装置、撮像装置の制御方法、及び制御プログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

予め定めた第1の方向及び前記第1の方向と交差する第2の方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子と、前記複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第1の色に対応する第1のフィルタと前記第1の色以外の2色以上の第2の色に対応する第2のフィルタとを前記第2の方向に少なくとも一つずつ含む前記第2の方向に沿った配列ラインであって、前記第1のフィルタの前記第2の方向における位置が同一となる複数の同一配列ラインと、前記同一配列ラインとは前記第2の方向における前記第1のフィルタの配列が異なる少なくとも1つの配列ラインとを複数含む基本配列パターンが、繰り返し配置されたカラーフィルタと、前記撮像素子から、前記複数の画素における画素信号を設定された周期読出し、前記読み出した画素信号から、前記複数の画素のうち前記基本配列パターン内における前記同一配列ラインのライン画像データを各々生成するライン画像データ生成手段と、生成した前記同一配列ラインのライン画像データのうち少なくとも前記第1の色の画素同士を画素加算する画素加算手段と、画素加算した前記ライン画像データに基づいて、コントラストAF評価値を算出する算出手段と、を備えた撮像装置

請求項2

前記ライン画像データ生成手段は、前記基本配列パターン内において前記同一配列ラインが複数組存在する場合、前記第1のフィルタの数が最も多い組の同一配列ラインのライン画像データを生成する請求項1記載の撮像装置。

請求項3

前記ライン画像データ生成手段は、前記基本配列パターン内において前記同一配列ラインが複数組存在する場合、全ての組の同一配列ラインのライン画像データを各々生成し、前記画素加算手段は、前記全ての組毎に、前記同一配列ラインのライン画像データの前記第1の色の画素同士を画素加算する請求項1又は請求項2記載の撮像装置。

請求項4

前記ライン画像データ生成手段は、前記第1の方向に最も近い位置の同一配列ラインのライン画像データを各々生成する請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の撮像装置。

請求項5

前記ライン画像データ生成手段は、前記撮像素子から前記複数の画素における画素信号を読み出す前記設定された周期として、前記複数の画素のうち前記基本配列パターン内における前記同一配列ラインの前記画素信号を読み出して前記ライン画像データを生成する請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の撮像装置。

請求項6

前記第1のフィルタは、前記カラーフィルタ面内において、前記第1の方向と、前記第2の方向と、前記第1の方向及び前記第2の方向と交差する第3の方向と、の各ライン内に1つ以上配置され、前記第2の色の各色に対応する前記第2のフィルタは、前記基本配列パターン内において、前記第1の方向及び前記第2の方向の各ライン内に1つ以上配置された請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の撮像装置。

請求項7

前記カラーフィルタは、前記第1のフィルタからなる2×2画素に対応する正方配列を含む請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の撮像装置。

請求項8

前記第1の色は、緑(G)色であり、前記第2の色は、赤(R)色及び青(B)である請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の撮像装置。

請求項9

前記カラーフィルタは、赤(R)、緑(G)、青(B)の色に対応するRフィルタ、Gフィルタ及びBフィルタを有し、かつ、前記カラーフィルタは、3×3画素に対応する第1の配列であって、中心と4隅にGフィルタが配置され、中心のGフィルタを挟んで上下にBフィルタが配置され、左右にRフィルタが配列された第1の配列と、3 ×3画素に対応する第2の配列であって、中心と4隅にGフィルタが配置され、中心のGフィルタを挟んで上下にRフィルタが配置され、左右にBフィルタが配列された第2の配列とが、交互に前記第1の方向及び前記第2の方向に配列されて構成されている請求項8記載の撮像装置。

請求項10

前記カラーフィルタは、赤(R)、緑(G)、青(B)の色に対応するRフィルタ、Gフィルタ及びBフィルタを有し、かつ、前記カラーフィルタは、3×3画素に対応する第1の配列であって、中心にRフィルタが配置され、4隅にBフィルタが配置され、中心のRフィルタを挟んで上下左右にGフィルタが配置された第1の配列と、3×3画素に対応する第2の配列であって、中心にBフィルタが配置され、4隅にRフィルタが配置され、中心のBフィルタを挟んで上下左右にGフィルタが配置された第2の配列とが、交互に前記第1の方向及び前記第2の方向に配列されて構成されている請求項8記載の撮像装置。

請求項11

前記カラーフィルタは、前記基本配列パターンの中心に対して点対称である請求項1〜10の何れか1項に記載の撮像装置。

請求項12

予め定めた第1の方向及び前記第1の方向と交差する第2の方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子と、前記複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第1の色に対応する第1のフィルタと前記第1の色以外の2色以上の第2の色に対応する第2のフィルタとを前記第2の方向に少なくとも一つずつ含む前記第2の方向に沿った配列ラインであって、前記第1のフィルタの前記第2の方向における位置が同一となる複数の第1の同一配列ラインと、前記第1の同一配列ラインとは前記第2の方向における前記第1のフィルタの配列が異なる複数の第2の同一配列ラインとを少なくとも含む基本配列パターンが、繰り返し配置されたカラーフィルタと、前記撮像素子から、前記複数の画素における画素信号を設定された周期で読出し、前記読み出した画素信号から、前記配列ラインのうち前記第1のフィルタの数が最も多い組の同一配列ラインのライン画像データを生成するライン画像データ生成手段と、前記ライン画像データ生成手段により生成したライン画像データに基づいて、コントラストAFの評価値を算出する算出手段と、を備えた撮像装置。

請求項13

予め定めた第1の方向及び前記第1の方向と交差する第2の方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子と、前記複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第1の色に対応する第1のフィルタと前記第1の色以外の2色以上の第2の色に対応する第2のフィルタとを前記第2の方向に少なくとも一つずつ含む前記第2の方向に沿った配列ラインであって、前記第1のフィルタの前記第2の方向における位置が同一となる複数の同一配列ラインと、前記同一配列ラインとは前記第2の方向における前記第1のフィルタの配列が異なる少なくとも1つの配列ラインとを複数含む基本配列パターンが、繰り返し配置されたカラーフィルタと、を備えた撮像装置の制御方法であって、前記撮像素子から、前記複数の画素における画素信号を設定された周期で読出し、前記読み出した画素信号から、前記複数の画素のうち前記基本配列パターン内における前記同一配列ラインのライン画像データを各々生成し、生成した前記同一配列ラインのライン画像データのうち少なくとも前記第1の色の画素同士を画素加算し、画素加算した前記ライン画像データに基づいて、コントラストAFの評価値を算出するを備えた撮像装置の制御方法。

請求項14

予め定めた第1の方向及び前記第1の方向と交差する第2の方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子と、前記複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第1の色に対応する第1のフィルタと前記第1の色以外の2色以上の第2の色に対応する第2のフィルタとを前記第2の方向に少なくとも一つずつ含む前記第2の方向に沿った配列ラインであって、前記第1のフィルタの前記第2の方向における位置が同一となる複数の同一配列ラインと、前記同一配列ラインとは前記第2の方向における前記第1のフィルタの配列が異なる少なくとも1つの配列ラインとを複数含む基本配列パターンが、繰り返し配置されたカラーフィルタと、を備えた撮像装置を制御するコンピュータに、前記撮像素子から、前記複数の画素における画素信号を設定された周期で読出すテップと、前記読み出した画素信号から、前記複数の画素のうち前記基本配列パターン内における前記同一配列ラインのライン画像データを各々生成するステップと、生成した前記同一配列ラインのライン画像データのうち少なくとも前記第1の色の画素同士を画素加算するステップと、画素加算した前記ライン画像データに基づいて、コントラストAFの評価値を算出するステップと、を含む処理を実行させるための制御プログラム

請求項15

コンピュータに、予め定めた第1の方向及び前記第1の方向と交差する第2の方向に配列された複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第1の色に対応する第1のフィルタと前記第1の色以外の2色以上の第2の色に対応する第2のフィルタとを前記第2の方向に少なくとも一つずつ含む前記第2の方向に沿った配列ラインであって、前記第1のフィルタの前記第2の方向における位置が同一となる複数の同一配列ラインと、前記同一配列ラインとは前記第2の方向における前記第1のフィルタの配列が異なる少なくとも1つの配列ラインとを複数含む基本配列パターンが、繰り返し配置されたカラーフィルタと、を備えた撮像素子から、前記複数の画素における画素信号を設定された周期で読み出された画素信号から、前記複数の画素のうち前記基本配列パターン内における前記同一配列ラインのライン画像データを各々生成するステップと、生成した前記同一配列ラインのライン画像データのうち少なくとも前記第1の色の画素同士を画素加算するステップと、画素加算した前記ライン画像データに基づいて、コントラストAFの評価値を算出するステップと、を含む処理を実行させるための制御プログラム。

技術分野

0001

本発明は、撮像装置、撮像装置の制御方法、及び制御プログラム係り、特に、カラー撮像素子を備えた撮像装置、撮像装置の制御方法、及び制御プログラムに関する。

背景技術

0002

カラー撮像素子で広く用いられている色配列である原色系ベイヤー配列(例えば特許文献1〜3参照)は、人間の目に敏感で、輝度信号を得るために最も寄与する緑(G)画素市松状に、赤(R)、青(B)を線順次に配置している。

先行技術

0003

特開2002−135793号公報
特許第3960965号公報
特開2004−266369号公報

発明が解決しようとする課題

0004

従来のベイヤー配列を採用したカラー撮像素子では、例えば動画用の画像データを生成するために、垂直方向間引き読み出しする場合、例えば垂直方向に2n(nは自然数ライン毎に1ライン分の画像データを読み出した場合(垂直方向1/2n間引き、偶数間引き)、GとR又はGとBの2色しか含まないライン画像データが読み出されることになり色再現できない。このため、(2n+1)ライン毎に1ライン分の画像データを読み出す間引き読出し(垂直方向1/(2n+1)間引き、奇数間引き)が一般的である。また、それ以外の間引き読出しを行う場合においても、色再現を得るために、GとRを含む水平ラインとGとBを含む水平ラインを交互に読み出す必要があり、読出し方が非常に制限される。

0005

ところで、AFオートフォーカス)方式として、画像のコントラストに基づいてピントを合わせる所謂コントラストAF方式が知られている。このコントラストAF方式では、輝度信号を得るために最も寄与するG画素に基づいてAF評価値を算出してピント合わせをする。このため、AF評価値の精度を高くすることが、ピント合わせの精度を高くすることにつながる。特に、低照度撮影条件下では輝度値が低く精度の高い評価値が得られずAFの精度が悪くなる場合があり、AF評価値の精度を高くすることが求められる。一般的にコントラストAFは、処理高速化のためにスルー画ライビュー画像)に用いられる間引かれた低解像度の画像に基づいて行われる。

0006

しかしながら、従来のベイヤー配列では、間引かれた低解像度画像を生成する際に、前述のようにGとRを含む水平ラインとGとBを含む水平ラインを交互に読出す必要があり、読出し方が制限されるため、低照度の撮影条件下で精度のよいAF評価値を得ることが困難である、という問題があった。

0007

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、精度良くAF評価値を算出することができる撮像装置、撮像装置の制御方法、及び制御プログラム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

0008

上記課題を解決するため、本発明の撮像装置は、予め定めた第1の方向及び第1の方向と交差する第2の方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子と、複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第1の色に対応する第1のフィルタと第1の色以外の2色以上の第2の色に対応する第2のフィルタとを第2の方向に少なくとも一つずつ含む第2の方向に沿った配列ラインであって、第1のフィルタの第2の方向における位置が同一となる複数の同一配列ラインと、同一配列ラインとは第2の方向における第1のフィルタの配列が異なる少なくとも1つの配列ラインとを複数含む基本配列パターンが、繰り返し配置されたカラーフィルタと、撮像素子から、複数の画素における画素信号を設定された周期で読出し、読み出した画素信号から、複数の画素のうち基本配列パターン内における同一配列ラインのライン画像データを各々生成するライン画像データ生成手段と、生成した同一配列ラインのライン画像データのうち少なくとも第1の色の画素同士を画素加算する画素加算手段と、画素加算したライン画像データに基づいて、コントラストAFの評価値を算出する算出手段と、を備えたことを特徴とする。

0009

この発明によれば、第1のフィルタの第2の方向における位置が同一となる同一配列ラインのライン画像データを各々生成し、生成した同一配列ラインのライン画像データのうち少なくとも第1の色の画素同士を画素加算してコントラストAFの評価値を算出する。これにより、精度の高いAF評価値を得ることができる。

0010

なお、ライン画像データ生成手段は、基本配列パターン内において同一配列ラインが複数組存在する場合、第1のフィルタの数が最も多い組の同一配列ラインのライン画像データを生成するようにしてもよい。

0011

この発明によれば、第1のフィルタの数が最も多い組の同一配列ラインのライン画像データを生成して、生成した同一配列ラインのライン画像データのうち少なくとも第1の色の画素同士を画素加算してコントラストAFの評価値を算出する。これにより、より精度の高いAF評価値を得ることができる。

0012

また、ライン画像データ生成手段は、基本配列パターン内において同一配列ラインが複数組存在する場合、全ての組の同一配列ラインのライン画像データを各々生成し、画素加算手段は、全ての組毎に、同一配列ラインのライン画像データの第1の色の画素同士を画素加算するようにしてもよい。

0013

この発明によれば、同一配列ラインが複数組存在する場合には、全ての組の同一配列ラインのライン画像データを各々生成し、全ての組毎に、同一配列ラインのライン画像データの第1の色の画素同士を画素加算する。これにより、より精度の高いAF評価値を得ることができる。

0014

また、駆動手段は、第1の方向に最も近い位置の同一配列ラインのライン画像データを各々生成するようにしてもよい。

0015

この発明によれば、第1の方向に最も近い位置の同一配列ラインのライン画像データを各々生成して画素加算するので、精度の良いAF評価値が得られる。

0016

また、ライン画像データ生成手段は、撮像素子から複数の画素における画素信号を読み出す設定された周期として、複数の画素のうち基本配列パターン内における同一配列ラインの画素信号を読み出してライン画像データを生成するようにしてもよい。

0017

また、第1のフィルタは、カラーフィルタ面内において、第1の方向と、第2の方向と、第1の方向及び第2の方向と交差する第3の方向と、の各ライン内に1つ以上配置され、第2の色の各色に対応する第2のフィルタは、基本配列パターン内において、第1の方向及び第2の方向の各ライン内に1つ以上配置された構成としてもよい。

0018

この発明によれば、輝度信号を得るために最も寄与する第1の色に対応する第1のフィルタを、カラーフィルタ内において、第1の方向〜第3の方向の各ライン内に配置するようにしたため、高周波領域での同時化処理再現精度を向上させることができる。また、第1の色以外の2色以上の第2の色の各色に対応する第2のフィルタについては、基本配列パターン内において、第1の方向及び第2の方向の各ライン内に1つ以上配置するようにしたため、色モワレ色)の発生を低減して高解像度化を図ることができる。

0019

また、カラーフィルタは、第1のフィルタからなる2×2画素に対応する正方配列を含むようにしてもよい。

0020

この発明によれば、2×2画素に対応する正方配列の4画素の各画素間画素値差分値に基づいて輝度相関方向が4方向のうちのいずれの方向にあるかを、最小画素間隔で判別することができる。

0021

また、第1の色は、緑(G)色であり、第2の色は、赤(R)色及び青(B)である構成としてもよい。

0022

また、カラーフィルタは、赤(R)、緑(G)、青(B)の色に対応するRフィルタ、Gフィルタ及びBフィルタを有し、かつ、カラーフィルタは、3×3画素に対応する第1の配列であって、中心と4隅にGフィルタが配置され、中心のGフィルタを挟んで上下にBフィルタが配置され、左右にRフィルタが配列された第1の配列と、3 ×3画素に対応する第2の配列であって、中心と4隅にGフィルタが配置され、中心のGフィルタを挟んで上下にRフィルタが配置され、左右にBフィルタが配列された第2の配列とが、交互に第1の方向及び第2の方向に配列されて構成してもよい。

0023

この発明によれば、第1の配列又は第2の配列を中心に5×5画素(モザイク画像局所領域)を抽出した場合、5×5画素の4隅に2×2画素のG画素が存在することになる。これらの2×2画素のG画素の画素値は、4方向の相関方向の判別に使用することができる。

0024

また、カラーフィルタは、赤(R)、緑(G)、青(B)の色に対応するRフィルタ、Gフィルタ及びBフィルタを有し、かつ、カラーフィルタは、3×3画素に対応する第1の配列であって、中心にRフィルタが配置され、4隅にBフィルタが配置され、中心のRフィルタを挟んで上下左右にGフィルタが配置された第1の配列と、3×3画素に対応する第2の配列であって、中心にBフィルタが配置され、4隅にRフィルタが配置され、中心のBフィルタを挟んで上下左右にGフィルタが配置された第2の配列とが、交互に第1の方向及び第2の方向に配列されて構成してもよい。

0025

この発明によれば、第1の配列又は第2の配列を中心に5×5画素(モザイク画像の局所領域)を抽出した場合、5×5画素の中心の画素(R画素又はB画素)を挟んで、水平及び垂直方向にそれぞれ隣接するG画素が存在することになる。これらのG画素(合計8画素)の画素値は、4方向の相関方向の判別に使用することができる。

0026

また、カラーフィルタは、基本配列パターンの中心に対して点対称である構成としてもよい。

0027

この発明によれば、後段処理回路回路規模を小さくすることが可能になる。

0028

本発明の撮像装置は、予め定めた第1の方向及び第1の方向と交差する第2の方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子と、複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第1の色に対応する第1のフィルタと第1の色以外の2色以上の第2の色に対応する第2のフィルタとを第2の方向に少なくとも一つずつ含む第2の方向に沿った配列ラインであって、第1のフィルタの第2の方向における位置が同一となる複数の第1の同一配列ラインと、第1の同一配列ラインとは第2の方向における第1のフィルタの配列が異なる複数の第2の同一配列ラインとを少なくとも含む基本配列パターンが、繰り返し配置されたカラーフィルタと、撮像素子から、複数の画素における画素信号を設定された周期で読出し、読み出した画素信号から、配列ラインのうち第1のフィルタの数が最も多い組の同一配列ラインのライン画像データを生成するライン画像データ生成手段と、ライン画像データ生成手段により生成したライン画像データに基づいて、コントラストAFの評価値を算出する算出手段と、を備えたことを特徴とする。

0029

この発明によれば、第1のフィルタの数が最も多い組の同一配列ラインのライン画像データに基づいてコントラストAFの評価値を算出するので、画素加算せずに、精度良くコントラストAFの評価値を算出することができる。

0030

本発明の撮像装置の制御方法は、予め定めた第1の方向及び第1の方向と交差する第2の方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子と、複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第1の色に対応する第1のフィルタと第1の色以外の2色以上の第2の色に対応する第2のフィルタとを第2の方向に少なくとも一つずつ含む第2の方向に沿った配列ラインであって、第1のフィルタの第2の方向における位置が同一となる複数の同一配列ラインと、同一配列ラインとは第2の方向における第1のフィルタの配列が異なる少なくとも1つの配列ラインとを複数含む基本配列パターンが、繰り返し配置されたカラーフィルタと、を備えた撮像装置の制御方法であって、撮像素子から、複数の画素における画素信号を設定された周期で読出し、読み出した画素信号から、複数の画素のうち基本配列パターン内における同一配列ラインのライン画像データを各々生成し、生成した同一配列ラインのライン画像データのうち少なくとも第1の色の画素同士を画素加算し、画素加算したライン画像データに基づいて、コントラストAFの評価値を算出することを特徴とする。

0031

本発明の制御プログラムは、予め定めた第1の方向及び第1の方向と交差する第2の方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子と、複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第1の色に対応する第1のフィルタと第1の色以外の2色以上の第2の色に対応する第2のフィルタとを第2の方向に少なくとも一つずつ含む第2の方向に沿った配列ラインであって、第1のフィルタの第2の方向における位置が同一となる複数の同一配列ラインと、同一配列ラインとは第2の方向における第1のフィルタの配列が異なる少なくとも1つの配列ラインとを複数含む基本配列パターンが、繰り返し配置されたカラーフィルタと、を備えた撮像装置を制御するコンピュータに、撮像素子から、複数の画素における画素信号を設定された周期で読出すステップと、読み出した画素信号から、複数の画素のうち基本配列パターン内における同一配列ラインのライン画像データを各々生成するステップと、生成した同一配列ラインのライン画像データのうち少なくとも第1の色の画素同士を画素加算するステップと、画素加算したライン画像データに基づいて、コントラストAFの評価値を算出するステップと、を含む処理を実行させることを特徴とする。

0032

本発明の制御プログラムは、コンピュータに、予め定めた第1の方向及び第1の方向と交差する第2の方向に配列された複数の光電変換素子と、複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第1の色に対応する第1のフィルタと第1の色以外の2色以上の第2の色に対応する第2のフィルタとを第2の方向に少なくとも一つずつ含む第2の方向に沿った配列ラインであって、第1のフィルタの第2の方向における位置が同一となる複数の同一配列ラインと、同一配列ラインとは第2の方向における第1のフィルタの配列が異なる少なくとも1つの配列ラインとを複数含む基本配列パターンが、繰り返し配置されたカラーフィルタと、を備えた撮像素子から、複数の画素における画素信号を設定された周期で読み出された画素信号から、複数の画素のうち基本配列パターン内における同一配列ラインのライン画像データを各々生成するステップと、生成した同一配列ラインのライン画像データのうち少なくとも第1の色の画素同士を画素加算するステップと、画素加算したライン画像データに基づいて、コントラストAFの評価値を算出するステップと、を含む処理を実行させることを特徴とする。

発明の効果

0033

本発明によれば、精度良くAF評価値を算出することができる、という効果を有する。

図面の簡単な説明

0034

第1実施形態に係る撮像装置の概略ブロック図である。
第1実施形態に係るカラーフィルタの構成図である。
第1実施形態に係るカラーフィルタに含まれる基本配列パターンを示す図である。
第1実施形態に係るカラーフィルタに含まれる6×6画素の基本配列パターンを3×3画素のA配列とB配列に分割し、これらを水平及び垂直方向に繰り返し配置してなるカラーフィルタを示す図である。
第1実施形態に係るカラーフィルタによるG画素の特徴的な配置を示す図である。
第1実施形態に係る画素加算処理について説明するための図である。
制御部で実行される処理を示すフローチャートである。
第2実施形態に係るカラーフィルタの構成図である。
第2実施形態に係るカラーフィルタに含まれる基本配列パターンを示す図である。
第2実施形態に係るカラーフィルタに含まれる6×6画素の基本配列パターンを3×3画素のA配列とB配列に分割し、これらを水平及び垂直方向に繰り返し配置してなるカラーフィルタを示す図である。
第2実施形態に係るカラーフィルタによるG画素の特徴的な配置を示す図である。
第2実施形態に係る画素加算処理について説明するための図である。
カラーフィルタの変形例を示す図である。
カラーフィルタの変形例を示す図である。
カラーフィルタの変形例を示す図である。
カラーフィルタの変形例を示す図である。
カラーフィルタの変形例を示す図である。
カラーフィルタの変形例を示す図である。
G画素の多いラインを読み出してAF評価値を算出する場合について説明するための図である。
G画素の多いラインを読み出してAF評価値を算出する場合について説明するための図である。
カラーフィルタの変形例を示す図である。

実施例

0035

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

0036

(第1実施形態)

0037

図1には、本実施形態に係る撮像装置10の概略ブロック図を示した。撮像装置10は、光学系12、撮像素子14、撮像処理部16、画像処理部20、駆動部22、及び制御部24を含んで構成されている。

0038

光学系12は、例えば複数の光学レンズから成るレンズ群絞り調整機構ズーム機構、及び自動焦点調節機構等を含んで構成されている。

0039

撮像素子14は、水平方向及び垂直方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子上にカラーフィルタが配置された構成の所謂単板式の撮像素子である。

0040

図2には、本実施形態に係るカラーフィルタの一部を示した。各画素上には、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色のカラーフィルタのうちのいずれかが配置される。

0041

カラーフィルタ配列の特徴>

0042

第1実施形態のカラーフィルタは、下記の特徴(1)〜(6)を有している。

0043

〔特徴(1)〕

0044

カラーフィルタ配列は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色のフィルタが、垂直方向及び水平方向に(N×M)画素(N,M:3以上の整数)の予め定めたパターンで、かつ、緑(G)のフィルタと、赤(R)及び青(B)の少なくとも一方の色のフィルタと、が垂直方向及び水平方向に各々配置された基本配列パターンが、繰り返し配置されたものとなっている。

0045

本実施形態に係る図2に示すカラーフィルタは、一例として6×6画素(N=M=6)に対応する正方配列パターンからなる基本配列パターンP(太枠で示したパターン)を含み、この基本配列パターンPが垂直方向(第1の方向)及び水平方向(第2の方向)に繰り返し配置されている。即ち、このカラーフィルタは、R、G、Bの各色のフィルタ(Rフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタ)が所定の周期性をもって配列されている。

0046

このようにRフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタが所定の周期性をもって配列されているため、カラー撮像素子から読み出されるR、G、B信号の同時化処理(デモザイク処理ともいう。以下同じ)等を行う際に、繰り返しパターンにしたがって処理を行うことができる。

0047

〔特徴(2)〕

0048

図2に示すカラーフィルタ配列は、輝度信号を得るために最も寄与する色(この実施形態では、Gの色)に対応するGフィルタが、カラーフィルタ配列の第1の方向である垂直方向、第2の方向である水平方向、及びカラーフィルタ面内において、第1の方向及び第2の方向と交差する第3の方向、すなわち斜め(NE,NW)方向(第3の方向)の各ライン内に配置されている。なお、NEは斜め右上方向を意味し、NWは斜め右下方向を意味する。例えば、正方形の画素の配列の場合は、斜め右上及び斜め右下方向とは水平方向に対しそれぞれ45°の方向となるが、長方形の画素の配列であれば、長方形の対角線の方向であり、長辺・短辺の長さに応じてその角度は変わりうる。

0049

輝度系画素に対応するGフィルタが、カラーフィルタ配列の垂直方向、水平方向、及び斜め(NE,NW)方向の各ライン内に配置されるため、高周波となる方向によらず高周波領域での同時化処理の再現精度を向上させることができる。

0050

〔特徴(3)〕

0051

図2に示すカラーフィルタ配列は、上記Gの色以外の2色以上の他の色(この実施形態では、R,Bの色)に対応するRフィルタ、Bフィルタが、基本配列パターンP内においてカラーフィルタ配列の垂直方向及び水平方向の各ライン内に1つ以上配置されている。

0052

Rフィルタ、Bフィルタが、カラーフィルタ配列の垂直方向及び水平方向の各ライン内に配置されるため、色モワレ(偽色)の発生を低減することができる。

0053

これにより、偽色の発生を抑制するための光学ローパスフィルターを光学系の入射面から撮像面までの光路に配置しないようにでき、又は光学ローパスフィルターを適用する場合でも偽色の発生を防止するための高周波数成分をカットする働きの弱いものを適用することができ、解像度を損なわないようにすることができる。

0054

〔特徴(4)〕

0055

図3は、図2に示した基本配列パターンPを、3×3画素に4分割した状態に関して示している。

0056

図3に示すように基本配列パターンPは、実線の枠で囲んだ3×3画素のA配列と、破線の枠で囲んだ3×3画素のB配列とが、水平、垂直方向に交互に並べられた配列となっていると捉えることもできる。

0057

A配列及びB配列は、それぞれ輝度系画素であるGフィルタが4隅と中央に配置され、両対角線上に配置されている。また、A配列は、中央のGフィルタを挟んでRフィルタが水平方向に配列され、Bフィルタが垂直方向に配列され、一方、B配列は、中央のGフィルタを挟んでBフィルタが水平方向に配列され、Rフィルタが垂直方向に配列されている。即ち、A配列とB配列とは、RフィルタとBフィルタとの位置関係逆転しているが、その他の配置は同様になっている。

0058

また、A配列とB配列の4隅のGフィルタは、図4に示すようにA配列とB配列とが水平、垂直方向に交互に配置されることにより、2×2画素に対応する正方配列のGフィルタとなる。

0059

すなわち、図2に示すカラーフィルタ配列(基本配列パターンP)は、Gフィルタからなる2×2画素に対応する正方配列を含んでいる。

0060

いま、図5に示すように、撮像素子14から出力されるモザイク画像を、A配列を中心にして5×5画素の局所領域を抽出した場合、この局所領域内の4隅の2×2画素のG画素は、図5に示す配置になっている。

0061

図5に示すように、2×2画素のG画素の画素値を、左上から右下の順にG1、G2、G3、G4とした場合、これらのG画素の画素値の垂直方向の差分絶対値は(|G1−G3|+|G2−G4|)/2、水平方向の差分絶対値は(|G1−G2|+|G3−G4|)/2、右上斜め方向の差分絶対値は|G2−G3|、左上斜め方向の差分絶対値は|G1−G4|となる。

0062

これらの4つの相関絶対値のうち最小となる差分絶対値をとる方向に相関(相関方向)があると判別することができる。

0063

いま、図4又は図5に示すように中央に3×3画素のA配列が位置するように、モザイク画像から5×5画素の局所領域を抽出した場合、4隅に2×2画素のG画素が配置されることになる。したがって、上記局所領域内のA配列の3×3画素を同時化処理の対象画素とした場合、4隅の各方向別の相関絶対値の総和(又は平均値)を求め、各方向別の相関絶対値の総和(又は平均値)のうち最小となる値をとる方向を、同時化処理の対象画素における輝度の相関方向として判別する。判別された相関方向は、同時化処理等を行う際に利用することができる。

0064

〔特徴(5)〕

0065

図2に示すカラーフィルタ配列を構成する基本配列パターンPは、その基本配列パターンの中心(4つのGフィルタの中心)に対して点対称になっている。また、図3に示すように、基本配列パターン内のA配列及びB配列も、それぞれ中心のGフィルタに対して点対称になっており、かつ上下左右が対称線対称)になっている。

0066

このような対称性により、後段の処理回路の回路規模を小さくしたり、簡略化したりすることが可能になる。

0067

〔特徴(6)〕

0068

図2に示すカラーフィルタ配列を構成する基本配列パターンPは、Gフィルタの水平方向における位置が同一となる、水平方向に沿った同一配列ラインを複数含んでいる。例えば、図6に示すように、垂直方向に1ライン目、3ライン目、4ライン目、6ライン目は、何れも水平方向におけるGフィルタの位置が同一となっている。また、2ライン目と5ライン目も、水平方向におけるGフィルタの位置が同一となっている。従って、AF方式としてコントラストAF方式を採用し、G画素の画素値に基づいてAF評価値を算出する際には、水平方向におけるGフィルタの位置が同一の同一配列のライン画像データを読み出して、水平方向における位置が同一のG画素同士を画素加算する。これにより、AF評価値の精度を高めることができる。

0069

撮像処理部16は、撮像素子14から出力された撮像信号に対して増幅処理相関二重サンプリング処理、A/D変換処理等の予め定めた処理を施し、画像データとして画像処理部20に出力する。

0070

画像処理部20は、撮像処理部16から出力された画像データに対して所謂同時化処理を施す。すなわち、全画素について、対応する色以外の色の画像データを周囲の画素の画素データから補間して、全画素のR,G,Bの画像データを生成する。そして、生成したR,G,Bの画像データに対して所謂YC変換処理を施し、輝度データY、色差データCr、Cbを生成する。そして、これらの信号を撮影モードに応じたサイズにリサイズするリサイズ処理を行う。

0071

駆動部22は、制御部24からの指示に応じて撮像素子14からの撮像信号の読み出し駆動等を行う。

0072

制御部24は、撮影モード等に応じて駆動部22及び画像処理部20等を統括制御する。詳細は後述するが、制御部24は、駆動部22に対して、撮影モードに応じた読み出し方法で撮像信号を読み出すように指示したり、画像処理部20に対して、撮影モードに応じた画像処理を行うよう指示したりする。

0073

撮影モードによっては、撮像素子14からの撮像信号を間引いて読み出す必要があるため、制御部24は、指示された撮影モードに応じた間引き方法で間引いて撮像信号を読み出すように駆動部22に指示する。

0074

撮影モードとしては、静止画を撮影する静止画モードや、撮像した画像を間引いて比較的高解像度のHD(高精細動画データを生成して図示しないメモリーカード等の記録媒体に記録するHD動画モード、撮影した画像を間引いて比較的低解像度のスルー動画ライブビュー画像)を図示しない表示部に出力するスルー動画モード(ライブビューモード)等の動画モードがあるが、撮影モードの種類はこれらに限られるものではない。

0075

次に、本実施形態の作用として、制御部24で実行される処理について、図7に示すフローチャートを参照して説明する。

0076

なお、図7に示す処理は、例えばユーザー静止画撮影時にシャッタータン(またはシャッタースイッチ)を半押しすることにより被写体にピントを合わせようとした場合に実行される。また、以下では、垂直方向において予め定めた位置のライン画像データを読み出す場合、すなわち、垂直方向における予め定めた位置のライン以外のラインを間引いて(除いて)読み出す場合について説明する。また、この場合のライン画像データとは、水平方向に沿って並ぶ画素の画素データの集合である。

0077

まず、ステップ100では、撮影モードに応じた間引き方法で画像データを読み出すように駆動部22に指示する。

0078

本実施形態では、撮像素子14から基本配列パターンP内においてGフィルタの水平方向における位置が同一の水平方向に沿った同一配列ラインのライン画像データを各々読み出すように駆動部22に指示する(本実施形態では、駆動部22及び制御部24が、ライン画像データ生成手段に対応する)。

0079

図6に示すカラーフィルタの場合、基本配列パターンP内において1ライン目、3ライン目、4ライン目、及び6ライン目のライン画像データは、Gフィルタの水平方向における位置が同一である。また、2ライン目と5ライン目のライン画像データも、Gフィルタの水平方向における位置が同一である。ここで、1ライン目、3ライン目、4ライン目、及び6ライン目のライン画像データの第1の組は、2ライン目と5ライン目のライン画像データの第2の組と比較すると、基本配列パターンP内における水平方向のG画素の数が多い。従って、本実施形態では、G画素の数が多い第1の組の4個のラインのライン画像データを読み出すように駆動部22に指示する。

0080

ステップ102では、読み出されたGフィルタの水平方向における位置が同一配列のライン画像データのG画素同士を画素加算する画素加算処理を実行すると共に、画素加算処理後の画像データに基づいて、AF評価値を算出する処理を実行するよう画像処理部20に指示する(本実施形態では、画像処理部20及び制御部24が、画素加算手段及び算出手段に対応する)。

0081

これにより、図6に示すように、基本配列パターンP毎に、1ライン目、3ライン目、4ライン目、及び6ライン目のライン画像データの水平方向における位置が同一のG画素同士が画素加算されたライン画像データが生成される(第1ライン)。そして、基本配列パターンP毎に画素加算されたライン画像データに基づく画像データがAF評価値算出用の画像データとなり、この画像データに基づいて、コントラストAF用のAF評価値が算出される。

0082

このように、G画素の位置が同一配列のラインの組が複数組存在する場合には、G画素の数が多い方の同一配列ラインのライン画像データのG画素同士を画素加算するので、精度の高いAF評価値を算出することが可能となる。

0083

なお、制御部24及び画像処理部20は、CPU、ROM、RAM、不揮発性ROM等を含むコンピュータで構成することができる。この場合、上記の処理の処理プログラムを例えば予め不揮発性ROMに記憶しておき、これをCPUが読み込んで実行することができる。

0084

このように、本実施形態では、カラーフィルタが基本配列パターンP内においてG画素の水平方向における位置が同一となる同一配列のラインを複数含み、読み出された同一配列のライン画像データの同色画素同士を画素加算する画素加算処理を実行するので、精度の高いAF評価値を算出することが可能となる。

0085

なお、上記のように、基本配列パターンP内にG画素の水平方向における位置が同一となる同一配列ラインが3ライン以上存在する場合に、全ての同一配列ラインのライン画像データの水平方向における位置が同一のG画素同士を画素加算するようにしてもよいが、一部の同一配列ラインについて画素加算するようにしてもよい。この場合、少なくとも垂直方向に最も近い位置の同一配列ラインのライン画像データを各々読み出して、水平方向における位置が同一のG画素同士を画素加算することが好ましい。これにより、良好な画質の画像が得られる。

0086

また、上記では、G画素の位置が同一配列のラインの組が複数組存在する場合に、G画素の数が多い方の同一配列ラインのライン画像データのG画素同士を画素加算するようにしたが、例えば図6に示すように、G画素の数が少ない方の2ライン目と5ライン目の同一配列ラインのライン画像データのG画素同士を画素加算する(第2ライン)ようにしてもよい。

0087

また、全ての組毎に、同一配列ラインのライン画像データのG画素の画素同士を画素加算するようにしてもよい。すなわち、G画素の数が多い方の第1の組のライン画像データのG画素同士を画素加算した第1ラインのライン画像データと、G画素の数が少ない第2の組のライン画像データのG画素同士を画素加算した第2ラインのライン画像データと、を垂直方向に交互に配置した画像データに基づいてAF評価値を算出するようにしてもよい。

0088

また、本実施形態では、水平方向における位置が同一のG画素同士の画素値を単純に加算する場合について説明したが、これに限らず、重み付け加算するようにしてもよい。

0089

また、静止画の撮影時に限らず、動画の撮影時に上記の処理を実行するようにしてもよい。

0090

(第2実施形態)

0091

次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、カラーフィルタの変形例について説明する。

0092

図8には本実施形態に係るカラーフィルタを示した。同図に示すように、本実施形態に係るカラーフィルタは、6×6画素に対応する正方配列パターンからなる基本配列パターンP(太枠で示したパターン)を含み、この基本配列パターンPが水平方向及び垂直方向に繰り返し配置されている。即ち、このカラーフィルタ配列は、R、G、Bの各色のフィルタ(Rフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタ)が所定の周期性をもって配列されている。

0093

また、図8に示すカラーフィルタ配列は、Gフィルタが、カラーフィルタ配列の垂直方向及び水平方向の各ライン内に配置されている。

0094

また、図8に示すカラーフィルタ配列は、Rフィルタ、Bフィルタが、基本配列パターンP内においてカラーフィルタ配列の垂直方向及び水平方向の各ライン内に1つ以上配置されている。

0095

図9は、図8に示した基本配列パターンPを、3×3画素に4分割した状態に関して示している。

0096

図9に示すように基本配列パターンPは、実線の枠で囲んだ3×3画素のA配列と、破線の枠で囲んだ3×3画素のB配列とが、水平、垂直方向に交互に並べられた配列となっていると捉えることもできる。

0097

A配列は、中心にRフィルタが配置され、4隅にBフィルタが配置され、中心のRフィルタを挟んで上下左右にGフィルタが配置されている。一方、B配列は、中心にBフィルタが配置され、4隅にRフィルタが配置され、中心のBフィルタを挟んで上下左右にGフィルタが配置されている。これらのA配列とB配列とは、RフィルタとBフィルタとの位置関係が逆転しているが、その他の配置は同様になっている。

0098

図10Aに示すように、第1実施形態のカラーフィルタは、上記A配列とB配列とが、水平及び垂直方向に交互に配置されていると捉えることもできる。

0099

いま、図10Aに示すように、撮像素子14から出力されるモザイク画像を、A配列を中心にして5×5画素の局所領域(太枠で示した領域)を抽出した場合、この局所領域内の8個のG画素は、図10Bに示すように十字形状に配置される。これらのG画素を左から右の順にG1、G2、G3、G4とし、上から下の順にG5、G6、G7、G8とすると、画素G1G2、画素G2G3が水平方向に隣接し、画素G5G6、画素G7G8が垂直方向に隣接し、画素G6G3、画素G2G7が左上斜め方向に隣接し、画素G6G2、画素G3G7が右上斜め方向に隣接している。

0100

従って、これらの隣接する画素の画素値の差分絶対値を求めることにより、水平、垂直、及び斜め(NE,NW)方向の各方向のうち、輝度の変化が最も小さい方向(相関の高い相関方向)を、最小画素間隔で判別することができる。

0101

即ち、水平方向の差分絶対値の和は|G1−G2|+|G3−G4|、水平方向の差分絶対値の和は|G5−G6|+|G7−G8|、右上斜め方向の差分絶対値の和は|G6−G2|+|G3−G7|、左上斜め方向の差分絶対値の和は|G6−G3|+|G2G7|となる。

0102

これらの4つの相関絶対値のうち最小となる差分絶対値をとる方向に相関(相関方向)があると判別することができる。尚、判別された相関方向は、同時化処理等を行う際に利用することができる。

0103

また、図8に示すカラーフィルタを構成する基本配列パターンPは、その基本配列パターンPの中心に対して点対称になっている。

0104

図9に示したように、基本配列パターン内のA配列及びB配列は、それぞれ中心のRフィルタ、又はGフィルタに対して点対称になっており、かつ上下左右が対称(線対称)になっている。

0105

また、図8に示すカラーフィルタ配列を構成する基本配列パターンPは、Gフィルタの水平方向における位置が同一となる、水平方向に沿った同一配列ラインを複数含んでいる。例えば、図11に示すように、垂直方向に1ライン目、3ライン目、4ライン目、6ライン目は、何れも水平方向におけるGフィルタの位置が同一となっている。また、2ライン目と5ライン目も、水平方向におけるGフィルタの位置が同一となっている。

0106

このように本実施形態に係るカラーフィルタは、第1実施形態に係るカラーフィルタの特徴(1)、(3)〜(6)と同じ特徴を有している。

0107

ここで、図11に示すように、1ライン目、3ライン目、4ライン目、及び6ライン目のライン画像データの第1の組は、2ライン目と5ライン目のライン画像データの第2の組と比較すると、基本配列パターンP内における水平方向のG画素の数が少ない。従って、本実施形態では、制御部24は、図7のステップ100において、G画素の数が多い第2の組の2個のラインのライン画像データを読み出すように駆動部22に指示する。

0108

そして、図7のステップ102では、制御部24は、読み出されたGフィルタの水平方向における位置が同一配列のライン画像データのG画素同士を画素加算する画素加算処理を実行すると共に、画素加算処理後の画像データに基づいて、AF評価値を算出する処理を実行するよう画像処理部20に指示する。

0109

これにより、図11に示すように、基本配列パターンP毎に、2ライン目と5ライン目のライン画像データの水平方向における位置が同一のG画素同士が画素加算されたライン画像データが生成される(第1ライン)。そして、基本配列パターンP毎に画素加算されたライン画像データに基づく画像データがAF評価値算出用の画像データとなり、この画像データに基づいて、コントラストAF用のAF評価値が算出される。

0110

このように、G画素の位置が同一配列のラインの組が複数組存在する場合には、G画素の数が多い方の同一配列ラインのライン画像データのG画素同士を画素加算するので、精度の高いAF評価値を算出することが可能となる。

0111

なお、図11に示すように、G画素の数が少ない方の1ライン目、3ライン目、4ライン目、及び6ライン目のライン画像データのG画素同士を画素加算する(第2ライン)ようにしてもよい。

0112

また、全ての組毎に、同一配列ラインのライン画像データのG画素の画素同士を画素加算するようにしてもよい。すなわち、G画素の数が多い方の第2の組のライン画像データのG画素同士を画素加算した第1ラインのライン画像データと、G画素の数が少ない第1の組のライン画像データのG画素同士を画素加算した第2ラインのライン画像データと、を垂直方向に交互に配置した画像データに基づいてAF評価値を算出するようにしてもよい。

0113

また、カラーフィルタ配列は、上記各実施形態で説明したものに限られるものではなく、以下のようなカラーフィルタ配列の撮像素子を有する撮像装置にも、本発明は適用できる。

0114

例えば、上記特徴(1)、(2)、(4)、(5)、(6)を有するカラーフィルタ配列として、図12に示すように、基本配列パターンPが3×3画素のカラーフィルタ配列がある。このカラーフィルタ配列は、3×3画素のうち中心と4隅にGフィルタが配置され、残りの5画素にRまたはBが同数配置された基本配列パターンが繰り返されたものである。

0115

また、上記特徴(1)、(3)、(4)、(5)、(6)を有するカラーフィルタ配列として、図13に示すように、基本配列パターンPが4×4画素のカラーフィルタ配列がある。このカラーフィルタ配列は、4×4画素のなかの2つの対角線上にGが配置され、残りの画素位置にR、B画素が4×4画素のなかの水平、及び垂直方向の各ライン内に1つ以上配置されるように配置され、Gの数がR,Bの数より多くなるように設定された基本配列パターンが繰り返されたものである。

0116

また、上記特徴(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)を有するカラーフィルタ配列として、図14に示すように基本配列パターンPが5×5画素のカラーフィルタ配列がある。このカラーフィルタ配列は、5×5画素のなかの2つの対角線上にGが配置され、残りの画素位置にR、B画素が5×5画素のなかの水平、及び垂直方向の各ライン内に1つ以上配置されるように配置され、Gの数がR,Bの数より多くなるように設定された基本配列パターンが繰り返されたものである。

0117

また、上記特徴(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)を有するカラーフィルタ配列として、図15に示すように基本配列パターンPが6×6画素のカラーフィルタ配列がある。このカラーフィルタ配列は、GがRまたはBの外周に矩形状に配置された第1サブ配列と、Gが中央部に配置された第2サブ配列とがそれぞれ2つずつ水平方向、垂直方向に交互に互いに隣接するように配置された基本配列パターンが繰り返されたものである。この配列においては、特徴(3)において、R及びBもカラーフィルター配列の斜め(NE,NW)方向(第3の方向)の各ライン内に1つ以上配置される特徴も有する。

0118

また、上記特徴(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)を有するカラーフィルタ配列として、図16に示すように基本配列パターンPが7×7画素のカラーフィルタ配列、図17に示すように基本配列パターンPが8×8画素のカラーフィルタ配列等がある。

0119

これらのカラーフィルタは、特徴(6)を有しているので、水平方向におけるG画素の位置が同一配列のライン画像データを読み出してG画素同士を画素加算することにより、精度の高いAF評価値を算出することができる。

0120

なお、同時化処理や動画撮影時の間引き処理等の画像処理の容易さを考慮すると、N、Mは10以下であることが好ましい。

0121

また、上記実施形態では、RGBの3原色のカラーフィルタを有するカラー撮像素子について説明したが、本発明は、これに限らず、RGBの3原色+他の色(例えば、エメラルド(E))の4色のカラーフィルタ、例えば図20に示すようなカラーフィルタにも適用できる。また、他の色として白色または透明(W)フィルタを有するカラーフィルタにも本発明を適用できる。例えば図20のエメラルドに代えてWフィルタを配置しても良い。この場合、WとGの組み合わせ、又はWが輝度信号に最も寄与する第1の色となる。

0122

また、本発明は、原色RGBの補色であるC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)に、Gを加えた4色の補色系のカラーフィルタを有するカラー撮像素子にも適用できる。

0123

また、上記各実施形態では、垂直方向に予め定めた周期で、水平方向に沿ったライン画像データを読み出す場合について説明したが、水平方向に予め定めた周期で、垂直方向に沿ったライン画像データを読み出す場合にも本発明を適用可能である。

0124

また、本実施形態では、基本配列パターンP内においてG画素の水平方向における位置が同一となる同一配列のラインを読み出し、読み出された同一配列のライン画像データの同色画素同士を画素加算する画素加算処理を実行する場合について説明したが、画素加算せずに、基本配列パターンP内においてG画素の水平方向における位置が同一となる同一配列ラインのうち、Gフィルタの数が最も多い組の同一配列ラインのライン画像データを読み出して、読み出したライン画像データに基づいて、コントラストAFの評価値を算出するようにしてもよい。これにより、画素加算せずに、精度良くコントラストAFの評価値を算出することができる。

0125

例えば、図18に示すように、垂直方向に1/3間引きでライン画像データを読み出した場合の各ラインは、水平方向におけるGフィルタの位置が同一となる同一配列ラインのうち、Gフィルタの数が最も多い組の同一配列ラインとなる。従って、これらの同一配列ラインのライン画像データを画素加算せずに、これらのライン画像データに基づいてコントラストAFの評価値を算出するようにしてもよい。

0126

また、図19に示すように、Gフィルタの数が最も多い組の同一配列ラインのライン画像データを全て読み出して、これらのライン画像データを画素加算せずに、これらのライン画像データに基づいてコントラストAFの評価値を算出するようにしてもよい。

0127

また、本実施形態では、撮像素子14から、基本配列パターンP内においてG画素の水平方向における位置が同一となる同一配列のラインを読み出し、読み出された同一配列のライン画像データの同色画素同士を画素加算する画素加算処理を実行する場合について説明したが、全ライン分の画素の画素信号を読み出して、基本配列パターンP内においてG画素の水平方向における位置が同一となる同一配列ラインのライン画像データを選択的に使って(その他のラインのライン画像データを使わず又は記憶せず)、これらを画素加算するようにしても良い。また、全ライン分の画素の画素信号を読み出してRAM等のメモリ一時記憶し、基本配列パターンP内においてG画素の水平方向における位置が同一となる同一配列ラインのライン画像データを選択的に使って画素加算するようにしても良い(この形態の場合、撮像処理部16又は画像処理部20がライン画像データ生成手段に対応する)。

0128

また、本実施形態では、撮像素子14から基本配列パターンP内における同一配列ラインのライン画像データを各々読み出してライン画像データを生成し、これらを画素加算する場合について説明したが、画素加算は撮像素子14内で行うようにしても良い。特に、撮像素子14において読み出した直後に画素加算(画素混合)を行うことで動画の処理時間をより短縮することが可能である(この形態の場合、撮像素子14及び駆動部22がライン画像データ生成手段及び画素加算手段に対応する)。

0129

更に、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

0130

10撮像装置
12光学系
14撮像素子
16撮像処理部
20画像処理部
22 駆動部
24 制御部
P 基本配列パターン

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