JPH10276350A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像する際に、撮像素子のサンプリング周波
数による折り返しひずみ（モアレ信号）を低減する撮像
装置を提供する。 【解決手段】 結像手段１が合焦時に得られる映像信号
と結像手段１がデフォーカス時に得られる映像信号とか
らモアレ信号を検出するモアレ検出手段１０と、検出し
たモアレ信号を合焦時の映像信号と映像信号演算手段１
１で演算してモアレ信号を低減するように構成したもの
であり、また、モアレ検出手段としてパワースペクトル
演算手段または帯域制限フィルタを備え、その検出結果
よりモアレ信号を低減するモアレ低減フィルタを備えた
撮像装置を構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子によ
り被写体の撮像を行う、例えば、パソコンへの画像入力
用カメラ，監視カメラ，ビデオカメラに適した撮像装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のパソコンへの画像入力用カメラ等
の撮像装置の概略構成図を図１１に示す。図１１におい
て、１１１はＣＣＤ等の撮像素子１１３に被写体の画像
を結像させるズームレンズ等よりなる結像手段、１１２
は結像手段１１１と撮像素子１１３の間に配置された水
晶フィルタ等の光学ローパスフィルタ、１１４は撮像素
子１１３を駆動する撮像素子駆動手段、１１５は撮像素
子駆動手段１１４に対して駆動信号を発生する駆動信号
発生手段、１１６は撮像素子１１３の出力を信号処理す
るアナログ信号処理手段、１１７はアナログ信号処理手
段１１６の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段であ
る。

【０００３】以下、上記従来のパソコンへの画像入力用
カメラ等の撮像装置の動作について説明すると、被写体
からの光を光学的に結像させるズームレンズ等の結像手
段１１１により得られる光学像が、ＣＣＤ等の撮像素子
１１３により電気信号に変換される。この時、撮像素子
１１３は駆動信号発生手段１１５の発生する駆動信号に
基づき撮像素子駆動手段１１４によって駆動される。こ
のように読み出された信号はアナログ信号処理手段１１
６へと供給され、ガンマ補正やゲイン補正等が行われて
Ａ／Ｄ変換手段１１７でデジタル映像信号へと変換され
る。この時、結像手段１１１と撮像素子１１３の間には
撮像素子１１３が画素ピッチでサンプルするために起こ
る折り返しひずみ（モアレ信号）を防止するための光学
ローパスフィルタが入っており、一般的にはサンプル周
波数の１／２でヌルポイントになるように空間周波数信
号を減衰させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の撮
像装置においては以下のような問題点がある。

【０００５】撮像装置に用いられる光学ローパスフィル
タには一般には水晶フィルタが多く使われる。水晶の複
屈折の性質を利用して使用されているが、水平方向，垂
直方向等を考慮する場合や２次成分の帯域を制限する場
合に複数枚必要になり非常に高価であり、鏡筒に挿入す
る空間が必要となる。また、光学フィルタの特性上急峻
な周波数特性が得られないため、１／２サンプリング周
波数以下の帯域でも減衰し画質が劣化することになる。
また、回折原理を利用した回折格子（位相格子）を使用
する場合には場所はとらないが設置精度や製造方法が難
しく高価であるという問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この問題点を解決するた
めに本発明は、結像手段が合焦時に得られる映像信号と
結像手段がデフォーカス時に得られる映像信号とからモ
アレ信号を検出するモアレ検出手段と、検出したモアレ
信号を合焦時の映像信号と演算してモアレ信号を低減す
るように構成したものであり、また、モアレ検出手段と
してパワースペクトル演算手段または帯域制限フィルタ
を備え、その検出結果よりモアレ信号を低減するモアレ
低減フィルタを備えた撮像装置を構成したものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、被写体からの光を光学的に結像させる結像手段と、
前記結像手段より得られる光学像を電気的に変換する撮
像素子と、前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動手段
と、前記結像手段の所定のレンズ位置を制御するレンズ
位置制御手段と、前記撮像素子駆動手段及び前記レンズ
位置制御手段に対して駆動信号を供給する駆動信号発生
手段と、前記撮像素子の出力にアナログ信号処理を行う
アナログ信号処理手段と、前記アナログ信号処理手段の
アナログ出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力信号の経路を選択す
る映像信号切替手段と、前記映像信号切替手段の出力を
所定時間遅延または記憶する映像信号遅延手段と、前記
映像信号切替手段の出力から映像信号のモアレ信号を検
出するモアレ検出手段と、前記映像信号遅延手段の出力
と前記モアレ検出手段の出力を演算し、モアレ信号を低
減する映像信号演算手段とで構成されていることを特徴
とする撮像装置であり、モアレ検出手段によってモアレ
信号が検出され、合焦時の映像信号と演算することによ
り合焦時の映像信号からモアレ信号を低減してデジタル
信号処理部へと出力することができる。

【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は、モアレ
検出手段が、映像信号の経路を選択する映像信号切替手
段と、結像手段が合焦時の映像信号を記憶する第１の画
像記憶手段と、デフォーカス時の映像信号を記憶する第
２の画像記憶手段と、前記第１の画像記憶手段の出力か
ら前記第２の画像記憶手段の出力を減算する映像信号減
算手段と、前記第１の画像記憶手段の出力のレベルと前
記映像信号減算手段の出力のレベルを比較し、モアレ信
号のレベルを検出するモアレ信号レベル検出手段と、前
記映像信号減算手段の出力を前記モアレ信号レベル検出
手段の出力に応じて増幅する映像信号増幅手段とで構成
されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置
であり、合焦時の映像信号とデフォーカス時の映像信号
をぞれぞれ画像記憶手段に記憶し、合焦時の映像信号か
らデフォーカス時の映像信号を減算してモアレ信号を検
出し、映像信号増幅手段によって合焦時のモアレ信号レ
ベルと同レベルに増幅し、合焦時の映像信号から減算す
ることによりモアレ信号を低減することができる。

【０００９】本発明の請求項３に記載の発明は、被写体
からの光を光学的に結像させる結像手段と、前記結像手
段より得られる光学像を電気的に変換する撮像素子と、
前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動手段と、前記結像
手段の所定のレンズ位置を制御するレンズ位置制御手段
と、前記撮像素子駆動手段及び前記レンズ位置制御手段
に対して駆動信号を供給する駆動信号発生手段と、前記
撮像素子の出力にアナログ信号処理を行うアナログ信号
処理手段と、前記アナログ信号処理手段のアナログ出力
信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記
Ａ／Ｄ変換手段の出力信号に対してモアレ信号を検出す
るモアレ検出手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力に前記
モアレ検出手段の出力に応じて所定の周波数のゲインを
下げるモアレ低減フィルタとで構成されていることを特
徴とする撮像装置であり、モアレ検出手段によって合焦
時のモアレ信号の周波数帯域が検出され、モアレ低減フ
ィルタによって所定の周波数帯域のゲインを下げること
ができる。

【００１０】本発明の請求項４に記載の発明は、モアレ
検出手段が、映像信号のパワースペクトルを求めるパワ
ースペクトル演算手段と、前記パワースペクトル演算手
段の出力の低周波数帯域のピーク値を検出する第１のピ
ーク検出手段と、高周波数帯域のピーク値を検出する第
２のピーク検出手段と、結像手段が合焦している際に前
記第１のピーク検出手段の出力を記憶する第１の低周波
数帯域ピーク値記憶手段と、前記第２のピーク検出手段
の出力を記憶する第１の高周波数帯域ピーク値記憶手段
と、前記結像手段がデフォーカスしている際に前記第１
のピーク検出手段の出力を記憶する第２の低周波数帯域
ピーク値記憶手段と、前記第２のピーク検出手段の出力
を記憶する第２の高周波数帯域ピーク値記憶手段と、前
記第１の低周波数帯域ピーク値記憶手段の出力と前記第
２の低周波数帯域ピーク値記憶手段の出力より低周波数
帯域のピーク値の変化を算出する低周波数帯域ピーク変
化検出手段と、前記第１の高周波数帯域ピーク値記憶手
段の出力と前記第２の高周波数帯域ピーク値記憶手段の
出力より高周波数帯域のピーク値の変化を算出する高周
波数帯域ピーク変化検出手段と、前記低周波数帯域ピー
ク変化検出手段の出力と前記高周波数帯域ピーク変化検
出手段の出力からモアレレベルの検出を行うモアレ信号
レベル検出手段とで構成されていることを特徴とする請
求項３に記載の撮像装置であり、パワースペクトル演算
手段によって信号のパワースペクトルが算出され、合焦
時の低周波数帯域，高周波数帯域のピーク値とデフォー
カス時の低周波数帯域，高周波数帯域のピーク値が記憶
され、ピーク変化検出手段でそれぞれの帯域でのピーク
変化を検出されモアレ成分が検出される。その検出信号
により、モアレ低減フィルタによって所定の周波数帯域
のゲインを下げることができる。

【００１１】本発明の請求項５に記載の発明は、モアレ
検出手段が、映像信号の低周波数のみを通過させる低域
通過フィルタと、高周波数のみを通過させる高域通過フ
ィルタと、前記低域通過フィルタの出力のピーク値を検
出する第１のピーク検出手段と、前記高域通過フィルタ
の出力のピーク値を検出する第２のピーク検出手段と、
結像手段が合焦している際に前記第１のピーク検出手段
の出力を記憶する第１の低周波数帯域ピーク値記憶手段
と、前記第２のピーク検出手段の出力を記憶する第１の
高周波数帯域ピーク値記憶手段と、前記結像手段がデフ
ォーカスしている際に前記第１のピーク検出手段の出力
を記憶する第２の低周波数帯域ピーク値記憶手段と、前
記第２のピーク検出手段の出力を記憶する第２の高周波
数帯域ピーク値記憶手段と、前記第１の低周波数帯域ピ
ーク値記憶手段の出力と前記第２の低周波数帯域ピーク
値記憶手段の出力より低周波数帯域のピーク値の変化を
算出する低周波数帯域ピーク変化検出手段と、前記第１
の高周波数帯域ピーク値記憶手段の出力と前記第２の高
周波数帯域ピーク値記憶手段の出力より高周波数帯域の
ピーク値の変化を算出する高周波数帯域ピーク変化検出
手段と、前記低周波数帯域ピーク変化検出手段の出力と
前記高周波数帯域ピーク変化検出手段の出力からモアレ
レベルの検出を行うモアレ信号レベル検出手段とで構成
されていることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置
であり、映像信号を低域通過フィルタ及び高域通過フィ
ルタを通し、合焦時の低周波数帯域，高周波数帯域のピ
ーク値とデフォーカス時の低周波数帯域，高周波数帯域
のピーク値が記憶され、ピーク変化検出手段でそれぞれ
の帯域でのピーク変化を検出されモアレ成分が検出され
る。その検出信号により、モアレ低減フィルタによって
所定の周波数帯域のゲインを下げることができる。

【００１２】本発明の請求項６に記載の発明は、被写体
からの光を光学的に結像させる結像手段と、前記結像手
段より得られる光学像を電気的に変換する撮像素子と、
前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動手段と、前記結像
手段の所定のレンズ位置を制御するレンズ位置制御手段
と、前記撮像素子駆動手段及び前記レンズ位置制御手段
に対して駆動信号を供給する駆動信号発生手段と、前記
撮像素子の出力にアナログ信号処理を行うアナログ信号
処理手段と、前記アナログ信号処理手段のアナログ出力
信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記
Ａ／Ｄ変換手段の出力信号に対してモアレ信号を検出す
るモアレ検出手段と、前記モアレ検出手段の出力に基づ
き前記結像手段のデフォーカス値を出力するデフォーカ
ス値記憶手段とで構成され、前記Ａ／Ｄ変換手段より出
力される映像信号のモアレ信号が所定のレベル以上にな
らないように前記結像手段の所定のレンズ位置を前記レ
ンズ位置制御手段で制御することを特徴とする撮像装置
であり、モアレ検出手段によってモアレが所定のレベル
以上検出されるとデフォーカス値記憶手段の情報に基づ
いて結像手段の所定のレンズ位置が制御されデフォーカ
スされる。

【００１３】以下、本発明の撮像装置の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１４】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１の撮像装置の概略構成図であり、１はＣＣＤ等の撮
像素子２に被写体の画像を結像させるズームレンズ等よ
りなる結像手段、３は撮像素子２を駆動する撮像素子駆
動手段、４は結像手段１の所定のレンズの位置を制御す
るＤＣモータ，ステッピングモータ，リニアモータ等よ
りなるレンズ位置制御手段、５は撮像素子駆動手段３及
びレンズ位置制御手段４に対して駆動信号を発生する駆
動信号発生手段、６は撮像素子２の出力にガンマ補正，
ゲイン補正等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処
理手段、７はアナログ信号処理手段６のアナログ出力を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段、８はＡ／Ｄ変
換手段７からの映像信号出力の経路を選択する映像信号
切替手段、９は映像信号切替手段８の出力端に接続さ
れ、入力された映像信号を所定の時間だけ遅延させるフ
ィールドメモリやＤ−ＦＦ等の映像信号遅延手段、１０
は映像信号切替手段８の出力端に接続され、入力された
映像信号からモアレ信号を検出するモアレ検出手段、１
１は映像信号遅延手段９の出力からモアレ検出手段１０
の出力を減算する映像信号演算手段である。

【００１５】また、図２は、図１の撮像装置におけるモ
アレ検出手段１０の内部を示す概略構成図であり、２１
は映像信号切替手段８から入力された映像信号の経路を
選択する映像信号切替手段、２２は結像手段１が合焦し
ている時の映像信号を記憶する第１の画像記憶手段であ
るフィールドメモリ（合焦時）、２３は結像手段１がデ
フォーカスしている時の映像信号を記憶する第２の画像
記憶手段であるフィールドメモリ（デフォーカス時）、
２４はフィールドメモリ（合焦時）２２の出力からフィ
ールドメモリ（デフォーカス時）２３の出力を減算する
映像信号減算手段、２５はフィールドメモリ（合焦時）
２２に記憶された映像信号のモアレ信号のレベルと映像
信号減算手段２４の出力を比較するモアレ信号レベル検
出手段、２６は映像信号減算手段２４の出力をモアレ信
号レベル検出手段２５の出力信号にしたがって所定のレ
ベルに増幅する映像信号増幅手段である。

【００１６】また、図３は、図１の結像手段１のデフォ
ーカス−ＭＴＦ特性図であり、横軸はデフォーカス値で
あり、マイナス符号方向は像面から離れる方向であり、
プラス符号方向は像面に近づく方向である。縦軸はＭＴ
Ｆ値である。図３において、３（ａ）の点線で示してあ
る特性は低周波数のＭＴＦ特性であり、３（ｂ）の実線
で示してある特性は高周波数のＭＴＦ特性である。ＭＴ
Ｆ特性曲線３（ａ），３（ｂ）からわかるように、合焦
位置でのＭＴＦ値は低周波数も高周波数もそれぞれのピ
ーク値でありデフォーカスすることによってＭＴＦ値が
下がるが、高周波数の方がデフォーカスによるＭＴＦ値
の変化が急峻である。この特性は結像手段１であるレン
ズの設計によって決まるが、一般的な特性として、高周
波数はデフォーカスによるＭＴＦ値の低下が低周波数に
比べて大きい。

【００１７】以下、上記の実施の形態１における撮像装
置の動作を説明すると、まず、図１において、駆動信号
発生手段５によって発生される駆動信号に基づきレンズ
位置制御手段４が動作し、結像手段１の所定のレンズが
一定周期で光軸方向の合焦位置，デフォーカス位置へと
位置制御される。次に、その位置制御と同期して、撮像
素子駆動手段３によって撮像素子２から映像信号が読み
出される。読み出された映像信号はアナログ信号処理手
段６によってガンマ補正，ゲイン補正等の基本的アナロ
グ信号処理が行われ、Ａ／Ｄ変換手段７によってデジタ
ルの映像信号へと変換される。変換された映像信号は映
像信号切替手段８によって合焦時の映像信号は映像信号
遅延手段９とモアレ検出手段１０へ供給され、デフォー
カス時の映像信号はモアレ検出手段１０のみに供給され
る。

【００１８】図２のモアレ検出手段１０では映像信号切
替手段２１によって合焦時の映像信号はフィールドメモ
リ（合焦時）２２へと供給され、デフォーカス時の映像
信号はフィールドメモリ（デフォーカス時）２３へと供
給される。映像信号減算手段２４ではフィールドメモリ
（合焦時）２２の出力からフィールドメモリ（デフォー
カス時）２３の出力を減算する。ここでモアレ信号はサ
ンプリング周波数の１／２以上の周波数の高周波数帯域
で発生し、図３のデフォーカス−ＭＴＦ特性図に示すよ
うに、高周波数はデフォーカスによるＭＴＦ値の低下が
大きいので、上記の減算結果にはモアレ信号のみが残存
することになる。この抜き取ったモアレ信号のレベルを
モアレ信号レベル検出手段２５によってフィールドメモ
リ（合焦時）２２に記憶されている映像信号のモアレ信
号部分のレベルと比較して必要なゲインアップ量を算出
し、その情報に基づき映像信号増幅手段２６によって映
像信号減算手段２４の出力が増幅される。

【００１９】次に、図１の映像信号演算手段１１によっ
て、映像信号遅延手段９により遅延された合焦時の映像
信号から、モアレ検出手段１０の検出出力である図２の
映像信号増幅手段２６によって増幅されたモアレ信号を
減算してデジタル信号処理部へと出力される。

【００２０】実施の形態１における撮像装置の動作概念
を信号波形でもって説明するのが図４に示す信号波形図
であり、図４において、４（ａ）は結像手段１が合焦時
に得られる映像信号であり、フィールドメモリ（合焦
時）２２に記憶される信号であり、また、映像信号遅延
手段９から出力される映像信号である。４（ｂ）は結像
手段１がデフォーカス時に得られる映像信号であり、フ
ィールドメモリ（デフォーカス時）２３に記憶される映
像信号である。４（ａ），４（ｂ）の映像信号中の●点
で示されるポイントはサンプリング点であり、低周波数
の場合は実際の映像信号に相似の波形でサンプリングさ
れるが、高周波数の部分ではサンプリング周波数の１／
２より高いために点線で示すモアレ信号としてサンプリ
ングされる。図３のデフォーカス−ＭＴＦ特性図に示し
たように、デフォーカス時には低周波数のＭＴＦ値の変
化よりも高周波数のＭＴＦ値の変化が大きいので、４
（ｂ）の映像信号の低周波数のレベルは、４（ａ）の映
像信号の低周波数のレベルとほぼ変わらないが、４
（ｂ）の映像信号の点線で示す高周波数のモアレ信号の
レベルは、４（ａ）の映像信号の点線で示す高周波数の
モアレ信号のレベルよりも小さくなる。その性質を利用
して合焦時の映像信号４（ａ）からデフォーカス時の映
像信号４（ｂ）を減算した時の映像信号が４（ｃ）で映
像信号減算手段２４の出力信号であり、低周波数の信号
は消え、高周波数のモアレ信号のみが残存する映像信号
となる。この４（ｃ）の信号はモアレ信号レベル検出手
段２５の出力信号に基づいて映像信号増幅手段２６によ
って映像信号４（ａ）時点での信号レベルまで増幅され
る。その増幅された信号が４（ｄ）である。４（ｅ）は
４（ａ）から４（ｄ）を減算した映像信号で映像信号演
算手段１１の出力であり、合焦時の映像信号４（ａ）か
らモアレ成分が除去されていることがわかる。

【００２１】また、図５は、図１の撮像装置におけるモ
アレ検出手段１０の、図２と違うもう一つのモアレ検出
手段の内部を示す概略構成図であり、映像信号切替手段
２１，フィールドメモリ（合焦時）２２，フィールドメ
モリ（デフォーカス時）２３，映像信号減算手段２４，
モアレ信号レベル検出手段２５，映像信号増幅手段２６
は図２と同様であり、異なるところは、モアレ信号の検
出レベルを設定するメモリ等のしきい値設定手段５１
と、そのしきい値設定手段５１の出力と映像信号減算手
段２４の出力を比較し、所定の信号の経路を切り替える
映像信号切替手段５２を設けた点である。

【００２２】このもう一つのモアレ検出手段の構成によ
れば、あらかじめしきい値設定手段５１に除去するモア
レ信号のレベルを設定しておくことにより、映像信号切
替手段５２で映像信号減算手段２４の出力とそのレベル
とを比較し、映像信号減算手段２４の出力が大きい場合
には映像信号減算手段２４の信号を出力し、しきい値設
定手段５１の設定値の方が大きい場合にはＧＮＤレベル
の信号を出力することにより、モアレ信号が所定のレベ
ル以上である時は映像信号演算手段１１によりモアレ信
号が減算されるが、所定レベル以下の場合は合焦時の映
像信号をそのまま出力することができる。

【００２３】（実施の形態２）図６は本発明の実施の形
態２の撮像装置の概略構成図であり、結像手段１からＡ
／Ｄ変換手段７までの構成及び動作は、図１に示す実施
の形態１と同様である。図１と異なるところは、パワー
スペクトル方式によってモアレを検出するモアレ検出手
段（パワースペクトル方式）６１と、そのモアレ検出手
段（パワースペクトル方式）６１の出力信号によりモア
レ信号の周波数帯域のゲインを下げるモアレ低減フィル
タ６２を設けた点である。

【００２４】図７は、図６の撮像装置におけるモアレ検
出手段（パワースペクトル方式）６１の内部を示す概略
構成図であり、７１は映像信号のパワースペクトルを求
めるパワースペクトル演算手段、７２はパワースペクト
ル演算手段７１の出力の低周波数帯域のピーク値を検出
する第１のピーク検出手段である低周波数ピーク検出手
段、７４は合焦時の低周波数帯域のピーク値を記憶する
第１の低周波数のピーク値記憶手段（合焦時）、７５は
デフォーカス時の低周波数帯域のピーク値を記憶する第
２の低周波数のピーク値記憶手段（デフォーカス時）、
７８は第１の低周波数のピーク値記憶手段（合焦時）７
４の出力から第２の低周波数のピーク値記憶手段（デフ
ォーカス時）７５の出力を減算しピーク値の変化を算出
するピーク変化検出手段（低周波数）、７３はパワース
ペクトル演算手段７１の出力の高周波数帯域のピーク値
を検出する第２のピーク検出手段である高周波数ピーク
検出手段、７６は合焦時の高周波数帯域のピーク値を記
憶する第１の高周波数のピーク値記憶手段（合焦時）、
７７はデフォーカス時の高周波数帯域のピーク値を記憶
する第２の高周波数のピーク値記憶手段（デフォーカス
時）、７９は第１の高周波数のピーク値記憶手段（合焦
時）７６の出力から第２の高周波数のピーク値記憶手段
（デフォーカス時）７７の出力を減算しピーク値の変化
を算出するピーク変化検出手段（高周波数）、７１０は
ピーク変化検出手段（低周波数）７８の出力とピーク変
化検出手段（高周波数）７９の出力から映像信号のモア
レ信号レベルを検出するモアレ信号レベル検出手段であ
る。

【００２５】この実施の形態２によれば撮像する際に、
結像手段１からＡ／Ｄ変換手段７までの動作は図１に示
す実施の形態１と同様であり、Ａ／Ｄ変換手段７の出力
はモアレ検出手段（パワースペクトル方式）６１とモア
レ低減フィルタ６２に出力される。まず結像手段１が合
焦時の映像信号がモアレ検出手段（パワースペクトル方
式）６１に供給されるとパワースペクトル演算手段７１
によってパワースペクトルが算出され、低周波数帯域及
び高周波数帯域のピーク値がそれぞれ低周波数ピーク検
出手段７２，高周波数ピーク検出手段７３によって検出
され、第１の低周波数のピーク値記憶手段（合焦時）７
４と第１の高周波数のピーク値記憶手段（合焦時）７６
に記憶される。次に、結像手段１がデフォーカス時の映
像信号がモアレ検出手段（パワースペクトル方式）６１
に供給されるとパワースペクトル演算手段７１によって
パワースペクトルが算出され低周波数帯域及び高周波数
帯域のピーク値がそれぞれ低周波数ピーク検出手段７
２，高周波数ピーク検出手段７３によって検出され、第
２の低周波数のピーク値記憶手段（デフォーカス時）７
５と第２の高周波数のピーク値記憶手段（デフォーカス
時）７７に記憶される。次に、ピーク変化検出手段（低
周波数）７８で低周波数帯域におけるパワースペクトル
の合焦時とデフォーカス時のピーク変化を算出する。ピ
ーク変化検出手段（高周波数）７９も同様に高周波数帯
域のパワースペクトルのピーク変化を算出し、モアレ信
号レベル検出手段７１０によって高周波数帯域のパワー
スペクトルのピーク値の変化と低周波数帯域のパワース
ペクトルのピーク値の変化の相関を観察し、所定の値以
上をとった時に、低周波数領域のピーク位置の周波数に
モアレ信号が重畳していると判断され、そのモアレの周
波数が出力される。モアレ低減フィルタ６２ではその出
力に基づきその周波数のゲインを下げるようなフィルタ
リングが行われてデジタル信号処理部へと出力される。
モアレ信号レベル検出手段７１０から信号が出力されな
い場合はモアレ低減フィルタ６２は動作せず、Ａ／Ｄ変
換手段７の出力がスルーでデジタル信号処理部へと出力
される。

【００２６】（実施の形態３）図８は本発明の実施の形
態３の撮像装置の概略構成図であり、図８において、結
像手段１からＡ／Ｄ変換手段７、またモアレ低減フィル
タ６２の構成及び動作は図６に示す実施の形態２と同様
である。図６と異なるところは、フィルタ方式によって
モアレを検出するモアレ検出手段（フィルタ方式）８１
を設けた点である。

【００２７】図９は、図８の撮像装置におけるモアレ検
出手段（フィルタ方式）８１の内部を示す概略構成図で
あり、図９において、低周波数ピーク検出手段７２，高
周波数ピーク検出手段７３，第１の低周波数のピーク値
記憶手段（合焦時）７４，第２の低周波数のピーク値記
憶手段（デフォーカス時）７５，第１の高周波数のピー
ク値記憶手段（合焦時）７６，第２の高周波数のピーク
値記憶手段（デフォーカス時）７７，ピーク変化検出手
段（低周波数）７８，ピーク変化検出手段（高周波数）
７９，モアレ信号レベル検出手段７１０は図７に示す実
施の形態２と同様の構成及び動作である。図７と異なる
ところは、パワースペクトル演算手段７１に変えて、映
像信号の所定の低周波数帯域のみ通過させる低域通過フ
ィルタ９１の出力を低周波数ピーク検出手段７２に加
え、映像信号の所定の高周波数帯域のみ通過させる高域
通過フィルタ９２の出力を高周波数ピーク検出手段７３
に加えた点である。

【００２８】この実施の形態３によれば撮像する際に、
結像手段１からＡ／Ｄ変換手段７までの動作は図１に示
す実施の形態１と同様であり、Ａ／Ｄ変換手段７の出力
は、モアレ検出手段（フィルタ方式）８１とモアレ低減
フィルタ６２に出力される。まず、結像手段１が合焦時
の映像信号がモアレ検出手段（フィルタ方式）８１に供
給されると、低域通過フィルタ９１，高域通過フィルタ
９２により低周波数と高周波数に分離され、低周波数帯
域及び高周波数帯域のピーク値がそれぞれ低周波数ピー
ク検出手段７２，高周波数ピーク検出手段７３によって
検出され、第１の低周波数のピーク値記憶手段（合焦
時）７４と第１の高周波数のピーク値記憶手段（合焦
時）７６に記憶される。次に、結像手段１がデフォーカ
ス時の映像信号がモアレ検出手段（フィルタ方式）８１
に供給されると、低域通過フィルタ９１，高域通過フィ
ルタ９２により低周波数と高周波数に分離され、低周波
数帯域及び高周波数帯域のピーク値がそれぞれ低周波数
ピーク検出手段７２，高周波数ピーク検出手段７３によ
って検出され、第２の低周波数のピーク値記憶手段（デ
フォーカス時）７５と第２の高周波数のピーク値記憶手
段（デフォーカス時）７７に記憶される。次に、ピーク
変化検出手段（低周波数）７８で、低周波数帯域におけ
るピーク値の合焦時とデフォーカス時のピーク変化を算
出する。ピーク変化検出手段（高周波数）７９も同様
に、高周波数帯域におけるピーク値の合焦時とデフォー
カス時のピーク変化を算出し、モアレ信号レベル検出手
段７１０によって高周波数帯域のピーク値の変化と低周
波数帯域のピーク値の変化の相関を観察し、所定の値以
上をとった時に、低周波数領域のピーク位置の周波数に
モアレ信号が重畳していると判断され、そのモアレの周
波数が出力される。モアレ低減フィルタ６２ではその出
力に基づきその周波数のゲインを下げるようなフィルタ
リングが行われてデジタル信号処理部へと出力される。
モアレ信号レベル検出手段７１０から信号が出力されな
い場合はモアレ低減フィルタ６２は動作せず、Ａ／Ｄ変
換手段７の出力がスルーでデジタル信号処理部へと出力
される。

【００２９】（実施の形態４）図１０は本発明の実施の
形態４の撮像装置の概略構成図であり、図１０におい
て、結像手段１からＡ／Ｄ変換手段７までの構成は実施
の形態１と同様であり、モアレ検出手段（フィルタ方
式）８１は実施の形態３と同様である。実施の形態１，
実施の形態３と異なるところは、結像手段１のデフォー
カス−ＭＴＦ特性を記憶しているデフォーカス値記憶手
段１０１をレンズ位置制御手段４とモアレ検出手段（フ
ィルタ方式）８１との間に挿入した点である。

【００３０】この実施の形態４によれば撮像する際に、
結像手段１からＡ／Ｄ変換手段７までの動作は図１に示
す実施の形態１と同様であり、Ａ／Ｄ変換手段７の出力
はモアレ検出手段（フィルタ方式）８１とデジタル信号
処理部へと出力される。モアレ検出手段（フィルタ方
式）８１でモアレが検出されると、デフォーカス値記憶
手段１０１にそのモアレ信号の周波数の信号が供給さ
れ、それに基づきデフォーカス値記憶手段１０１からレ
ンズ位置制御手段４に対してモアレ信号が発生しないデ
フォーカス位置までにレンズ位置をデフォーカスする信
号が送られ、随時モアレ信号が発生しないように制御さ
れる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明の撮像装置によれ
ば、結像手段の光学特性を利用して、合焦時の映像信号
とデフォーカス時の映像信号を演算することによって、
モアレ信号成分を算出し、その信号と合焦時の映像信号
とを演算することにより、水晶フィルタまたは位相格子
のような高価な光学的ローパスフィルタを用いることな
く、モアレ信号を低減することができ、鏡筒のコストダ
ウンを図ることが可能となるとともに、解像度の劣化が
少ない画像を得ることができる。

【００３２】また、光学的ローパスフィルタを装着する
空間が不要になるため、バックフォーカスが短いレンズ
を使用することができコンパクトな鏡筒を構成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の撮像装置の概略構成図

【図２】図１の撮像装置におけるモアレ検出手段１０の
内部を示す概略構成図

【図３】図１の結像手段１のデフォーカス−ＭＴＦ特性
図

【図４】本発明の実施の形態１の撮像装置の動作概念を
説明する信号波形図

【図５】図１の撮像装置におけるモアレ検出手段１０
の、図２と違うもう一つのモアレ検出手段の内部を示す
概略構成図

【図６】本発明の実施の形態２の撮像装置の概略構成図

【図７】図６の撮像装置におけるモアレ検出手段（パワ
ースペクトル方式）６１の内部を示す概略構成図

【図８】本発明の実施の形態３の撮像装置の概略構成図

【図９】図８の撮像装置におけるモアレ検出手段（フィ
ルタ方式）８１の内部を示す概略構成図

【図１０】本発明の実施の形態４の撮像装置の概略構成
図

【図１１】従来の撮像装置の概略構成図

【符号の説明】

１，１１１ 結像手段 ２，１１３ 撮像素子 ３，１１４ 撮像素子駆動手段 ４ レンズ位置制御手段 ５，１１５ 駆動信号発生手段 ６，１１６ アナログ信号処理手段 ７，１１７ Ａ／Ｄ変換手段 ８，２１，５２ 映像信号切替手段 ９ 映像信号遅延手段 １０ モアレ検出手段 １１ 映像信号演算手段 ２２ フィールドメモリ（合焦時） ２３ フィールドメモリ（デフォーカス時） ２４ 映像信号減算手段 ２５，７１０ モアレ信号レベル検出手段 ２６ 映像信号増幅手段 ５１ しきい値設定手段 ６１ モアレ検出手段（パワースペクトル方式） ６２ モアレ低減フィルタ ７１ パワースペクトル演算手段 ７２ 低周波数ピーク検出手段 ７３ 高周波数ピーク検出手段 ７４ 第１の低周波数のピーク値記憶手段（合焦時） ７５ 第２の低周波数のピーク値記憶手段（デフォーカ
ス時） ７６ 第１の高周波数のピーク値記憶手段（合焦時） ７７ 第２の高周波数のピーク値記憶手段（デフォーカ
ス時） ７８ ピーク変化検出手段（低周波数） ７９ ピーク変化検出手段（高周波数） ８１ モアレ検出手段（フィルタ方式） ９１ 低域通過フィルタ ９２ 高域通過フィルタ １０１ デフォーカス値記憶手段 １１２ 光学ローパスフィルタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体からの光を光学的に結像させる結
   像手段と、前記結像手段より得られる光学像を電気的に
   変換する撮像素子と、前記撮像素子を駆動する撮像素子
   駆動手段と、前記結像手段の所定のレンズ位置を制御す
   るレンズ位置制御手段と、前記撮像素子駆動手段及び前
   記レンズ位置制御手段に対して駆動信号を供給する駆動
   信号発生手段と、前記撮像素子の出力にアナログ信号処
   理を行うアナログ信号処理手段と、前記アナログ信号処
   理手段のアナログ出力信号をデジタル信号に変換するＡ
   ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力信号の経路
   を選択する映像信号切替手段と、前記映像信号切替手段
   の出力を所定時間遅延または記憶する映像信号遅延手段
   と、前記映像信号切替手段の出力から映像信号のモアレ
   信号を検出するモアレ検出手段と、前記映像信号遅延手
   段の出力と前記モアレ検出手段の出力を演算し、モアレ
   信号を低減する映像信号演算手段とで構成されているこ
   とを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 モアレ検出手段が、映像信号の経路を選
   択する映像信号切替手段と、結像手段が合焦時の映像信
   号を記憶する第１の画像記憶手段と、デフォーカス時の
   映像信号を記憶する第２の画像記憶手段と、前記第１の
   画像記憶手段の出力から前記第２の画像記憶手段の出力
   を減算する映像信号減算手段と、前記第１の画像記憶手
   段の出力のレベルと前記映像信号減算手段の出力のレベ
   ルを比較し、モアレ信号のレベルを検出するモアレ信号
   レベル検出手段と、前記映像信号減算手段の出力を前記
   モアレ信号レベル検出手段の出力に応じて増幅する映像
   信号増幅手段とで構成されていることを特徴とする請求
   項１に記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 被写体からの光を光学的に結像させる結
   像手段と、前記結像手段より得られる光学像を電気的に
   変換する撮像素子と、前記撮像素子を駆動する撮像素子
   駆動手段と、前記結像手段の所定のレンズ位置を制御す
   るレンズ位置制御手段と、前記撮像素子駆動手段及び前
   記レンズ位置制御手段に対して駆動信号を供給する駆動
   信号発生手段と、前記撮像素子の出力にアナログ信号処
   理を行うアナログ信号処理手段と、前記アナログ信号処
   理手段のアナログ出力信号をデジタル信号に変換するＡ
   ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力信号に対し
   てモアレ信号を検出するモアレ検出手段と、前記Ａ／Ｄ
   変換手段の出力に前記モアレ検出手段の出力に応じて所
   定の周波数のゲインを下げるモアレ低減フィルタとで構
   成されていることを特徴とする撮像装置。
4. 【請求項４】 モアレ検出手段が、映像信号のパワース
   ペクトルを求めるパワースペクトル演算手段と、前記パ
   ワースペクトル演算手段の出力の低周波数帯域のピーク
   値を検出する第１のピーク検出手段と、高周波数帯域の
   ピーク値を検出する第２のピーク検出手段と、結像手段
   が合焦している際に前記第１のピーク検出手段の出力を
   記憶する第１の低周波数帯域ピーク値記憶手段と、前記
   第２のピーク検出手段の出力を記憶する第１の高周波数
   帯域ピーク値記憶手段と、前記結像手段がデフォーカス
   している際に前記第１のピーク検出手段の出力を記憶す
   る第２の低周波数帯域ピーク値記憶手段と、前記第２の
   ピーク検出手段の出力を記憶する第２の高周波数帯域ピ
   ーク値記憶手段と、前記第１の低周波数帯域ピーク値記
   憶手段の出力と前記第２の低周波数帯域ピーク値記憶手
   段の出力より低周波数帯域のピーク値の変化を算出する
   低周波数帯域ピーク変化検出手段と、前記第１の高周波
   数帯域ピーク値記憶手段の出力と前記第２の高周波数帯
   域ピーク値記憶手段の出力より高周波数帯域のピーク値
   の変化を算出する高周波数帯域ピーク変化検出手段と、
   前記低周波数帯域ピーク変化検出手段の出力と前記高周
   波数帯域ピーク変化検出手段の出力からモアレレベルの
   検出を行うモアレ信号レベル検出手段とで構成されてい
   ることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 【請求項５】 モアレ検出手段が、映像信号の低周波数
   のみを通過させる低域通過フィルタと、高周波数のみを
   通過させる高域通過フィルタと、前記低域通過フィルタ
   の出力のピーク値を検出する第１のピーク検出手段と、
   前記高域通過フィルタの出力のピーク値を検出する第２
   のピーク検出手段と、結像手段が合焦している際に前記
   第１のピーク検出手段の出力を記憶する第１の低周波数
   帯域ピーク値記憶手段と、前記第２のピーク検出手段の
   出力を記憶する第１の高周波数帯域ピーク値記憶手段
   と、前記結像手段がデフォーカスしている際に前記第１
   のピーク検出手段の出力を記憶する第２の低周波数帯域
   ピーク値記憶手段と、前記第２のピーク検出手段の出力
   を記憶する第２の高周波数帯域ピーク値記憶手段と、前
   記第１の低周波数帯域ピーク値記憶手段の出力と前記第
   ２の低周波数帯域ピーク値記憶手段の出力より低周波数
   帯域のピーク値の変化を算出する低周波数帯域ピーク変
   化検出手段と、前記第１の高周波数帯域ピーク値記憶手
   段の出力と前記第２の高周波数帯域ピーク値記憶手段の
   出力より高周波数帯域のピーク値の変化を算出する高周
   波数帯域ピーク変化検出手段と、前記低周波数帯域ピー
   ク変化検出手段の出力と前記高周波数帯域ピーク変化検
   出手段の出力からモアレレベルの検出を行うモアレ信号
   レベル検出手段とで構成されていることを特徴とする請
   求項３に記載の撮像装置。
6. 【請求項６】 被写体からの光を光学的に結像させる結
   像手段と、前記結像手段より得られる光学像を電気的に
   変換する撮像素子と、前記撮像素子を駆動する撮像素子
   駆動手段と、前記結像手段の所定のレンズ位置を制御す
   るレンズ位置制御手段と、前記撮像素子駆動手段及び前
   記レンズ位置制御手段に対して駆動信号を供給する駆動
   信号発生手段と、前記撮像素子の出力にアナログ信号処
   理を行うアナログ信号処理手段と、前記アナログ信号処
   理手段のアナログ出力信号をデジタル信号に変換するＡ
   ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力信号に対し
   てモアレ信号を検出するモアレ検出手段と、前記モアレ
   検出手段の出力に基づき前記結像手段のデフォーカス値
   を出力するデフォーカス値記憶手段とで構成され、前記
   Ａ／Ｄ変換手段より出力される映像信号のモアレ信号が
   所定のレベル以上にならないように前記結像手段の所定
   のレンズ位置を前記レンズ位置制御手段で制御すること
   を特徴とする撮像装置。