JP2013003159A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子から得られた画像に基づく高速な測距情報の取得が可能であるとともに、色にじみのない画像を得ることも可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】複数の波長帯光をそれぞれ受光して光電変換するカラーの撮像素子２２と、被写体像を撮像素子２２に結像する撮像光学系９と、撮像光学系９を経て撮像素子２２に至る撮影光束の光路上に配設される状態を取り得るものであり、帯域制限を行うことなく光を通過させる第１の状態と、光路上に配設された状態において撮像光学系９の瞳領域の一部である第１の領域を通過する撮影光束中の第１の帯域の光を遮光する第１の帯域制限を行う第２の状態と、を切り換え可能な帯域制限フィルタ１２と、を備えた撮像装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像素子から得られた画像に基づき距離情報を取得し得る撮像装置に関する。

距離情報は、自動焦点調節機構（ＡＦ）によるＡＦ処理を行うためや、立体視用画像を作成するため、あるいは画像処理（例えば、被写体抽出処理や背景抽出処理、あるいはボケ量コントロールの画像加工処理）を行うためなど、撮像装置における様々な機能を実現するのに利用可能である。

このような距離情報を取得する方法は、従来より種々のものが提案されており、例えば、照明光を照射し被写体からの反射光を受光して測距を行うアクティブ測距方式や、基線長を設けて配置した複数の撮像装置（例えばステレオカメラ）の取得画像から三角測距の原理により測距を行う方式、あるいは撮像装置自体により取得した画像のコントラストが高くなるようにフォーカスレンズを駆動するコントラストＡＦ方式など、様々な方式が提案されている。

しかし、アクティブ測距方式は測距用投光装置などの測距専用の部材が必要であり、また、三角測距方式では複数の撮像装置が必要であるために、撮像装置が大型化したりコストが上昇したりする要因となる。一方、コントラストＡＦ方式は、撮像装置自体により取得した画像を利用するために、測距専用部材等は不要であるが、フォーカスレンズの位置を変化させながら複数回の撮像を行ってコントラスト値のピークを探す方式であるために、合焦位置に対応するピークを探すのに時間を要し、高速のＡＦを行うことが困難である。

このような背景の下、大型化やコストの上昇を抑えながら距離情報を取得する技術として、レンズの瞳を通過する光束を複数に分割して受光し、レンズ内の一瞳領域を通過した光束から得られた画素信号と、レンズ内の他の瞳領域を通過した光束から得られた画素信号と、の間で相関演算を行うことにより、被写体までの距離情報を取得する技術が提案されている。このような瞳分割画像を同時に取得する技術としては、例えば、距離検出用の画素上に遮光板（マスク）を配置する技術がある。

また、瞳分割を遮光板（マスク）によることなく行う技術として、例えば特開２００１−１７４６９６号公報には、部分瞳毎に異なる分光特性を持たせた瞳色分割用フィルタを撮影光学系に介在させ、撮影光学系からの被写体像をカラー撮像素子により受光することで、色による瞳分割を行う技術が記載されている。すなわち、カラー撮像素子から出力される画像信号を色分離して、各色画像上の同一被写体間の相対的なズレ量を検知することにより、合焦位置から近距離側にずれているのか遠距離側にずれているのかのフォーカシングズレ方向と、その方向への合焦位置からのズレ量であるフォーカシングズレ量と、の２つのフォーカシング情報が取得される。

また、特開平４−２５１２３９号公報には、該公報の図７に示すような分光特性（青色とオレンジ色）の部分瞳を設け、異なる部分瞳から視差がある複数の画像を同時に取得して、立体視用画像を作成する技術が記載されている。

なお、光学フィルタを撮影光学系の光路中に挿入する技術として、ターレットにＲＧＢカラーフィルタを周方向に順次配置して回転させることにより面順次照明を行う技術や、赤外カットフィルタやＮＤフィルタを光路中に挿入／退避させる技術などが知られている。

特開２００１−１７４６９６号公報 特開平４−２５１２３９号公報

しかしながら、上記特開２００１−１７４６９６号公報に記載されたような技術では、瞳色分割用フィルタが固定であるために、カメラの姿勢に最適なフィルタ構成での撮像、あるいは撮像目的や撮像条件に最適なフィルタ構成での撮像を行うことができない。また、瞳を色分割するカラーフィルタを介在させているために、合焦位置以外では色分離されたぼけが色にじみなどとして発生することになり、取得される画像の品質が低下してしまう。

また、特開平４−２５１２３９号公報に記載されているような、可視光の波長帯を略中心波長のＧ（緑）色で半分に分割する構成では、光量が半分になるために、取得される画像、ひいては取得画像に基づき構成される立体視画像が原理上暗くなってしまう。そして、該公報に記載の構成でも、カメラの姿勢に最適なフィルタ構成での撮像、あるいは撮像目的や撮像条件に最適なフィルタ構成での撮像を行うことはできない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像素子から得られた画像に基づく高速な測距情報の取得が可能であるとともに、色にじみのない画像を得ることも可能な撮像装置を提供することを目的としている。

さらに、本発明は、測距情報の利用目的に応じた、測距情報の取得が可能な画像を、撮像素子から得ることができる撮像装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の一態様による撮像装置は、複数の波長帯光をそれぞれ受光して光電変換するカラーの撮像素子と、被写体像を前記撮像素子に結像する撮像光学系と、前記撮像光学系を経て前記撮像素子に至る撮影光束の光路上に配設される状態を取り得るものであり、帯域制限を行うことなく光を通過させる第１の状態と、前記光路上に配設された状態において前記撮像光学系の瞳領域の一部である第１の領域を通過する撮影光束中の第１の帯域の光を遮光する第１の帯域制限を行う第２の状態と、を切り換え可能な帯域制限フィルタと、を具備したものである。

本発明の撮像装置によれば、撮像素子から得られた画像に基づく高速な測距情報の取得が可能であるとともに、色にじみのない画像を得ることも可能となる。

さらに、本発明の撮像装置によれば、測距情報の利用目的に応じた、測距情報の取得が可能な画像を、撮像素子から得ることが可能となる。

本発明の実施形態１における撮像装置の構成を示すブロック図。 上記実施形態１における撮像素子の画素配列を説明するための図。 上記実施形態１における帯域制限フィルタの一構成例を説明するための図。 上記実施形態１において、合焦位置にある被写体を撮像するときの被写体光束集光の様子を示す平面図。 上記実施形態１において、合焦位置よりも近距離側にある被写体を撮像するときの被写体光束集光の様子を示す平面図。 上記実施形態１において、合焦位置よりも遠距離側にある被写体を撮像するときの被写体光束集光の様子を示す平面図。 上記実施形態１において、合焦位置とそれよりも近距離および遠距離にある被写体を撮像したときの画像の様子を示す図。 上記実施形態１における帯域制限フィルタの第１の変形例を示す図。 上記実施形態１における帯域制限フィルタの第２の変形例を示す図。 上記実施形態１における帯域制限フィルタの第３の変形例を示す図。 上記実施形態１において、帯域制限フィルタをレンズユニットの先端に着脱可能に配置する変形例を示すブロック図。 本発明の実施形態２における撮像装置の構成を示すブロック図。 上記実施形態２の撮像光学系における帯域制限フィルタの構成例を示す図。 上記実施形態２において、光路上に挿入された状態の第１フィルタの様子を示す図。 上記実施形態２において、光路上に挿入された状態の第２フィルタの様子を示す図。 上記実施形態２において、光路上から退避した状態の第１フィルタの様子を示す図。 上記実施形態２において、光路上から退避した状態の第２フィルタの様子を示す図。 上記実施形態２において、ＲＧフィルタおよびＧＢフィルタの両方を、互いに離間させた状態で、絞りの光学的有効範囲内に挿入する態様を示す図。 上記実施形態２において、ＲＧフィルタおよびＧＢフィルタの両方を、互いに一部重複させた状態で、絞りの光学的有効範囲内に挿入する態様を示す図。 上記実施形態２において、ＲＧフィルタのみを、絞りの光学的有効範囲内に一部挿入する態様を示す図。 上記実施形態２において、標準姿勢（横位置）の撮像装置を示す背面図。 上記実施形態２において、縦位置の撮像装置を示す背面図。 上記実施形態２における撮像装置の基本動作を示すフローチャート。 上記実施形態２における静止画モードの処理を示すフローチャート。 上記実施形態２におけるＡＦモード切換の処理を示すフローチャート。 上記実施形態２における第１色フィルタＡＦの処理を示すフローチャート。 上記実施形態２における第２色フィルタＡＦの処理を示すフローチャート。 上記実施形態２における第３色フィルタＡＦの処理を示すフローチャート。 上記実施形態２における動画モードの処理を示すフローチャート。 上記実施形態２における３Ｄモードの処理を示すフローチャート。 本発明の実施形態３における撮像装置の構成を示すブロック図。 上記実施形態３において、帯域制限フィルタを色選択透過素子により構成した一例を示す図。 上記実施形態３において、ＲＧＢ透過状態としたときの他の例の色選択透過素子の様子を示す図。 上記実施形態３において、左半分をＧＲ透過状態、右半分をＧＢ透過状態としたときの他の例の色選択透過素子の様子を示す図。 上記実施形態３において、左約１／３をＧＲ透過状態、中約１／３をＧ透過状態、右約１／３をＧＢ透過状態としたときの他の例の色選択透過素子の様子を示す図。 上記実施形態３において、左約１／３をＧＲ透過状態、中約１／３をＲＧＢ透過状態、右約１／３をＧＢ透過状態としたときの他の例の色選択透過素子の様子を示す図。 上記実施形態３において、上半分をＧＲ透過状態、下半分をＧＢ透過状態としたときの他の例の色選択透過素子の様子を示す図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［実施形態１］

図１から図１１は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は撮像装置の構成を示すブロック図である。

本実施形態の撮像装置は、例えばデジタルスチルカメラとして構成されている。ただし、ここではデジタルスチルカメラを例に挙げているが、撮像装置は、カラー撮像素子を備え、撮像機能を有する装置であればどのようなものでも良く、幾つかの例を挙げれば、上述したデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付携帯電話、カメラ付携帯情報端末（カメラ付ＰＤＡ）、カメラ付パーソナルコンピュータ、監視カメラ、内視鏡などである。

撮像装置は、レンズユニット１と、このレンズユニット１がレンズマウントを介して着脱自在に取り付けられる本体部であるボディユニット２と、を備えている。なお、ここではレンズユニット１が着脱式である場合を例に挙げて説明するが、勿論、着脱式でなくても構わない。

レンズユニット１は、レンズ１０と絞り１１とを含む撮像光学系９と、帯域制限フィルタ１２と、フィルタ駆動部１３と、レンズ制御部１４と、レンズ側通信コネクタ１５と、を備えている。

ボディユニット２は、シャッタ２１と、撮像素子２２と、撮像回路２３と、撮像駆動部２４と、画像処理部２５と、画像メモリ２６と、表示部２７と、インターフェース（ＩＦ）２８と、システムコントローラ３０と、センサ部３１と、操作部３２と、ストロボ制御回路３３と、ストロボ３４と、ボディ側通信コネクタ３５と、を備えている。なお、図１のボディユニット２内には記録媒体２９も記載されているが、この記録媒体２９は撮像装置に対して着脱自在な例えばメモリカード（スマートメディア、ＳＤカード、ｘＤピクチャーカード等）で構成されているために、撮像装置に固有の構成でなくても構わない。

まず、レンズユニット１における撮像光学系９は、被写体像を撮像素子２２に結像するためのものである。この撮像光学系９のレンズ１０は、焦点調節を行うためのフォーカスレンズを備えて構成されている。レンズ１０は、一般的には複数枚のレンズで構成されることが多いが、図１においては簡単のために１枚のレンズのみを図示している。

撮像光学系９の絞り１１は、レンズ１０を通過する被写体光束の通過範囲を規制することにより、撮像素子２２上に結像される被写体像の明るさを調節するためのものである。

帯域制限フィルタ１２は、撮像光学系９を経て撮像素子２２に至る撮影光束の光路上（望ましくは、撮像光学系９の絞り１１の位置またはその近傍）に配設される状態を取り得るものであり、帯域制限を行うことなく光を通過させる第１の状態と、光路上に配設された状態において撮像光学系９の瞳領域の一部である第１の領域を通過する撮影光束中の第１の帯域の光を遮光する第１の帯域制限を行う第２の状態と、を切り換え可能なフィルタである。本実施形態の帯域制限フィルタ１２は、さらに、第２の状態において、撮像光学系９の瞳領域の他の一部である第２の領域を通過する撮影光束中の第２の帯域の光を遮光する第２の帯域制限を行うものとなっている。そして、本実施形態の帯域制限フィルタ１２は、撮影光束の光路上から退避することで第１の状態を取り、撮影光束の光路上に挿入されることで第２の状態を取るようになっている。

ここに、図３は帯域制限フィルタ１２の一構成例を説明するための図である。この図３に示す構成例の帯域制限フィルタ１２は、第２の状態において、撮像光学系９の瞳領域が、第１の領域と第２の領域とに２分される状態（状態２Ａ）を取り得るものとなっている。すなわち、帯域制限フィルタ１２は、撮像装置を標準姿勢（いわゆる、カメラを通常の横位置に構えた姿勢：図２１参照）として撮像素子２２から見たときに、左半分がＧ（緑）成分およびＲ（赤）成分を通過させＢ（青）成分を遮断する（すなわち、Ｂ（青）成分は第１の帯域と第２の帯域との内の一方の帯域である）ＲＧフィルタ１２ｒ、右半分がＧ成分およびＢ成分を通過させＲ成分を遮断する（すなわち、Ｒ成分は第１の帯域と第２の帯域との内の他方の帯域である）ＧＢフィルタ１２ｂとなっている。従って、帯域制限フィルタ１２は、撮像光学系９の絞り１１の開口を通過する光に含まれるＧ成分を全て通過させ（すなわち、Ｇ成分は第３の帯域である）、Ｒ成分を開口の半分の領域だけ通過させ、Ｂ成分を開口の残り半分の領域だけ通過させる。なお、帯域制限フィルタ１２のＲＧＢ各分光透過特性が、撮像素子２２にオンチップで構成されている素子フィルタ（図２参照）のＲＧＢ各分光透過特性と異なると、ＲＧフィルタ１２ｒとＧＢフィルタ１２ｂの空間位置の相違に基づいて得られる画像から後述するように取得する位置情報の精度が低下したり、分光特性のミスマッチによる光量ロスが発生したりすることになる。従って、帯域制限フィルタ１２の分光透過特性は、撮像素子２２の素子フィルタの分光透過特性と、同一または可能な限り近似していることが望ましい。また、帯域制限フィルタ１２の他の構成例については、後で図８〜図１０等を参照して説明する。

フィルタ駆動部１３は、帯域制限フィルタ１２を撮影光束の光路上に挿入したり、光路上からから退避させたりするものである。ここに、本実施形態におけるフィルタ駆動部１３は、図３等に示したような例えば円形状をなす帯域制限フィルタ１２の全体を、光路上に挿入し、あるいは光路から退避させる構成となっている。このフィルタ駆動部１３は、帯域制限フィルタ１２を駆動するためのアクチュエータを備えており、このアクチュエータとしては、挿入と退避とを２値的に変化させるソレノイドプランジャであっても良いし、挿入から退避までをステップ的に変化させるステッピングモータでも構わないし、挿入および退避を実現することができれば、どのような構成のものであっても良い。

レンズ制御部１４は、レンズユニット１の制御を行うものである。すなわち、レンズ制御部１４は、レンズ側通信コネクタ１５およびボディ側通信コネクタ３５を介してシステムコントローラ３０から受信した指令に基づき、レンズ１０内のフォーカスレンズを駆動して合焦させたり、絞り１１を駆動して絞り開口径を変更させたり、フィルタ駆動部１３を介して帯域制限フィルタ１２を撮影光束の光路上へ挿脱させたりするものである。

レンズ側通信コネクタ１５は、レンズユニット１とボディユニット２とがレンズマウントにより結合されてボディ側通信コネクタ３５と接続されることにより、レンズ制御部１４とシステムコントローラ３０との間の通信を可能にするコネクタである。

次に、ボディユニット２におけるシャッタ２１は、レンズ１０から撮像素子２２に到達する被写体光束の通過時間を規制することにより、撮像素子２２の露光時間を調節するための光学シャッタである。なお、ここでは光学シャッタを用いているが、光学シャッタに代えて、または光学シャッタに加えて、撮像素子２２による素子シャッタ（電子シャッタ）を用いるようにしても構わない。

撮像素子２２は、撮像光学系９により結像される被写体像を、複数の波長帯（例えば、ＲＧＢが挙げられるが、これに限るものではない）光毎にそれぞれ受光して光電変換し、電気信号として出力するカラー撮像素子であり、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等として構成されている。ここに、カラー撮像素子の構成としては、オンチップの素子カラーフィルタを備えた単板の撮像素子でも良いし、ＲＧＢ各色光への色分解を行うダイクロイックプリズムを用いた３板式であっても良いし、同一の画素位置で半導体の深さ方向位置に応じてＲＧＢの撮像情報を取得可能な方式の撮像素子であっても良いし、複数の波長帯光の撮像情報を取得可能であればどのようなものでも構わない。

例えば、図２を参照して、一般的なデジタルスチルカメラに用いられることが多い単板のカラー撮像素子の構成例を説明する。ここに、図２は撮像素子２２の画素配列を説明するための図である。本実施形態においては、オンチップで搭載される素子カラーフィルタが透過する複数の波長帯光はＲ、Ｇ、およびＢとなっており、この図２に示すように、原色ベイヤー配列の単板カラー撮像素子が構成されている。従って、撮像素子２２がこの図２に示したような構成である場合には、１画素に付き１色の色成分のみが得られることになるために、画像処理部２５においてデモザイキング処理を行い１画素につきＲＧＢの３色が揃ったカラー画像を生成するようになっている。

撮像回路２３は、撮像素子２２から出力される画像信号を増幅（ゲイン調整）したり、撮像素子２２がアナログ撮像素子であってアナログの画像信号を出力する場合には、Ａ／Ｄ変換してデジタル画像信号（以下では「画像情報」ともいう）を生成したりするものである（撮像素子２２がデジタル撮像素子である場合には、撮像回路２３に入力される時点で既にデジタルとなっているためにＡ／Ｄ変換は行わない）。撮像回路２３は、後述するように撮像駆動部２４で切り換えられた撮像モードに対応するフォーマットで、画像信号を画像処理部２５へ出力する。

撮像駆動部２４は、システムコントローラ３０の指令に基づいて、撮像素子２２および撮像回路２３にタイミング信号および電力を供給して、撮像素子に露光、読出、素子シャッタ等を行わせるとともに、撮像素子２２の動作に同期させて撮像回路２３によるゲイン調整およびＡ／Ｄ変換を実行させるように制御するものである。また、この撮像駆動部２４は、撮像素子２２の撮像モードを切り換える制御も行う。

画像処理部２５は、ＷＢ（ホワイトバランス）調整、黒レベルの補正、γ補正、欠陥画素の補正、画像情報の色情報の変換処理、画像情報の画素数変換処理、等のデジタル画像処理を行うものである。この画像処理部２５は、さらに、色間補正部３６と、色画像生成部３７と、を備えている。

上述したように、帯域制限フィルタ１２は通過させる光の帯域（色）によって、撮像光学系９の瞳領域における通過領域を制限しているために、通過する光は、帯域によって明るさが異なることになる。色間補正部３６は、このような帯域間（色間）の明るさの違いを補正するためのものである。この帯域間（色間）の明るさの違いの補正は、簡易的には、帯域毎の通過領域の面積に応じて補正することが考えられるが、画像の中心よりも周辺の方が光量が低下する傾向があることを考慮して、撮像光学系９の光学特性に応じたより詳細な補正を行うようにしても勿論構わない。このときには、撮像装置内で補正値を算出するに限るものではなく、テーブルデータ等として補正値を保持するようにしても構わない。具体例として、帯域制限フィルタ１２が図３に示したように構成されている場合には、ＲとＢはＧの半分の通過光量となるために、Ｒの色信号とＢの色信号を２倍にする処理を簡易的な色間補正として行うことが考えられる（同様に、後述する図８〜図１０の構成の場合には、それぞれの帯域毎の通過領域の面積に応じて補正することになる）。このような処理を行うことにより、光量バランスの点においては図３の帯域制限フィルタ１２が挿入されていない撮像装置と同様な画像として扱うことが可能となり、各種機能（画像生成処理やコントラストＡＦなど）を利用することが可能となる。

色画像生成部３７は、カラー画像情報を形成するためのデジタル処理であるカラー化の処理を行うものである。図３に示したような帯域制限フィルタ１２を用いた場合には、Ｒ画像とＢ画像とに空間的な位置ズレが発生することがあるために、この空間的な位置ズレを補正するのが色画像生成部３７が行うカラー化処理の一例である。

まず、各色画像の空間的な位置ずれについて、図４〜図７を参照して説明する。ここに、図４は合焦位置にある被写体を撮像するときの被写体光束集光の様子を示す平面図、図５は合焦位置よりも近距離側にある被写体を撮像するときの被写体光束集光の様子を示す平面図、図６は合焦位置よりも遠距離側にある被写体を撮像するときの被写体光束集光の様子を示す平面図、図７は合焦位置とそれよりも近距離および遠距離にある被写体を撮像したときの画像の様子を示す図である。なお、ボケ形状の説明に際しては、絞り１１の開口が円形状である場合を例に挙げて説明する。

被写体ＯＢＪｃが合焦位置にあるときには、被写体ＯＢＪｃ上の１点から放射された光は、図４に示すように、帯域制限フィルタ１２全体を通過するＧ成分も、帯域制限フィルタ１２の半分のＲＧフィルタ１２ｒのみを通過するＲ成分も、帯域制限フィルタ１２の他の半分のＧＢフィルタ１２ｂのみを通過するＢ成分も、撮像素子２２上の１点に集光され、点像ＩＭＧｒｇｂを形成するために、上述したような通過領域の面積に応じた光量の相違はあるものの、色間に位置ずれは発生しない。従って、合焦位置にある被写体ＯＢＪｃを撮像したときには、図７に示すように、色にじみのない被写体像ＩＭＧｒｇｂが結像される。

これに対して、被写体ＯＢＪｎが例えば合焦位置よりも近距離側にある場合には、被写体ＯＢＪｎ上の１点から放射された光により、図５に示すように、Ｇ成分については円形ボケをなす被写体像ＩＭＧｇが形成され、Ｒ成分については左半分の半円形ボケをなす被写体像ＩＭＧｒが形成され、Ｂ成分については右半分の半円形ボケをなす被写体像ＩＭＧｂが形成される。従って、合焦位置よりも近距離側にある被写体ＯＢＪｎを撮像したときには、図７に示すように、Ｒ成分の被写体像ＩＭＧｒが左側にずれ、Ｂ成分の被写体像ＩＭＧｂが右側にずれたボケ画像が形成され、このボケ画像におけるＲ成分とＢ成分の左右位置は、撮像素子２２から見たときの帯域制限フィルタ１２におけるＲ成分透過領域（ＲＧフィルタ１２ｒ）とＢ成分透過領域（ＧＢフィルタ１２ｂ）の左右位置と同じである（なお、図７においてはズレを強調して示しており、実際に生じているボケ形状の図示は省略している（下記遠距離側の場合も同様））。そして、被写体ＯＢＪｎが合焦位置から近距離側へ離れるほど、ボケが大きくなって、Ｒ成分の被写体像ＩＭＧｒの重心位置とＢ成分の被写体像ＩＭＧｂの重心位置との離間距離が大きくなることになる。なお、Ｇ成分の被写体像ＩＭＧｇについては、Ｒ成分の被写体像ＩＭＧｒとＢ成分の被写体像ＩＭＧｂとにまたがったボケ画像となる（ただし、図７においては図示を省略している（下記遠距離側の場合も同様））。このＧ成分の被写体像ＩＭＧｇは、帯域制限フィルタ１２を使用しない場合のボケ画像と同じ情報になるために、上述した色画像生成部３７が行うカラー化処理における標準画像として使用することが可能である。

一方、被写体ＯＢＪｆが例えば合焦位置よりも遠距離側にある場合には、被写体ＯＢＪｆ上の１点から放射された光により、図６に示すように、Ｇ成分については円形ボケをなす被写体像ＩＭＧｇが形成され、Ｒ成分については右半分の半円形ボケをなす被写体像ＩＭＧｒが形成され、Ｂ成分については左半分の半円形ボケをなす被写体像ＩＭＧｂが形成される。従って、合焦位置よりも遠距離側にある被写体ＯＢＪｆを撮像したときには、図７に示すように、Ｒ成分の被写体像ＩＭＧｒが右側にずれ、Ｂ成分の被写体像ＩＭＧｂが左側にずれたボケ画像が形成され、このボケ画像におけるＲ成分とＢ成分の左右位置は、撮像素子２２から見たときの帯域制限フィルタ１２におけるＲ成分透過領域（ＲＧフィルタ１２ｒ）とＢ成分透過領域（ＧＢフィルタ１２ｂ）の左右位置と逆である。そして、被写体ＯＢＪｆが合焦位置から遠距離側へ離れるほど、ボケが大きくなって、Ｒ成分の被写体像ＩＭＧｒの重心位置とＢ成分の被写体像ＩＭＧｂの重心位置との離間距離が大きくなることになる。なお、Ｇ成分の被写体像が、Ｒ成分の被写体像ＩＭＧｒとＢ成分の被写体像ＩＭＧｂとにまたがったボケ画像となるのは、この遠距離側においても同様である。そして、遠距離側においても、Ｇ成分の被写体像ＩＭＧｇは、帯域制限フィルタ１２を使用しない場合のボケ画像と同じ情報になるために、上述した色画像生成部３７が行うカラー化処理における標準画像として使用することが可能である。

図１の説明に戻って、そこで色画像生成部３７は、カラー化処理として、図２に示すようなベイヤー配列における画素数が最も多くかつ輝度信号に対する寄与が最も大きいＧ成分の画像を標準画像として、Ｒ成分の画像およびＢ成分の画像を補正する処理を行うようになっている。このように、絞り１１の開口全域の情報を取得可能なＧ色を基準として画像を生成することにより、観賞に耐え得る高品質な画像を得ることが可能となる。

画像メモリ２６は、高速な書き込みや読み出しが可能なメモリであり、例えばＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）により構成されていて、画像処理用のワークエリアとして使用されるとともに、システムコントローラ３０のワークエリアとしても使用される。例えば、画像メモリ２６は、画像処理部２５により処理された最終的な画像を記憶するだけでなく、画像処理部２５による複数の処理過程における各中間画像も適宜記憶する。

表示部２７は、ＬＣＤ等を有して構成されていて、画像処理部２５により表示用に処理された画像（記録媒体２９から読み出されて画像処理部２５により表示用に処理された画像も含む）を表示するものである。具体的には、この表示部２７は、ライブビュー画像の表示、静止画像記録時の確認表示、記録媒体２９から読み出した静止画像または動画像の再生表示、等を行う。

インターフェース（ＩＦ）２８は、記録媒体２９を着脱可能に接続するものであり、記録媒体２９へ記録する情報の伝達、および記録媒体２９から読み出した情報の伝達を行う。

記録媒体２９は、画像処理部２５により記録用に処理された画像や、該画像に関連する各種データを記録するものであり、上述したように例えばメモリカード等として構成されている。

センサ部３１は、例えば、撮像装置のブレを検出するための加速度センサ等で構成される手振れセンサ、撮像素子２２の温度を測定するための温度センサ、撮像装置周辺の明るさを測定するための明るさセンサ、等を含んでいる。このセンサ部３１による検出結果はシステムコントローラ３０に入力される。ここに、手振れセンサによる検出結果は撮像素子２２やレンズ１０を駆動して手振れ補正を行ったり、画像処理による手振れ補正を行ったりするために用いられる。また、温度センサによる検出結果は撮像駆動部２４による駆動クロックの制御や撮像素子２２から得られる画像中のノイズ量を推定するのに用いられる。さらに、明るさセンサによる検出結果は、例えば、周囲の明るさに応じて表示部２７の輝度を適正に制御するために用いられる。

操作部３２は、撮像装置の電源をオン／オフするための電源スイッチ、静止画像や動画像等の撮像動作を指示入力するための２段式の押圧ボタンでなるレリーズボタン３２ａ（図２１、図２２参照）、撮像モード等を変更するためのモードボタン、選択項目や数値などを変更するのに用いられる十字キー、等を含んでいる。この操作部３２の操作により発生した信号は、システムコントローラ３０に入力される。

ストロボ制御回路３３は、システムコントローラ３０の指令に基づいて、ストロボ３４の発光量や発光タイミングを制御するものである。

ストロボ３４は、ストロボ制御回路３３の制御により、被写体へ照明光を照射する発光源である。

ボディ側通信コネクタ３５は、上述したように、レンズユニット１とボディユニット２とがレンズマウントにより結合されてレンズ側通信コネクタ１５と接続されることにより、レンズ制御部１４とシステムコントローラ３０との間の通信を可能にするコネクタである。

システムコントローラ３０は、このボディユニット２の制御を行うとともに、レンズ制御部１４を介してレンズユニット１の制御も行うものであり、この撮像装置を統合的に制御する制御部である。このシステムコントローラ３０は、図示しないフラッシュメモリ等の不揮発性メモリから撮像装置の基本制御プログラムを読み出して、操作部３２からの入力に応じて、撮像装置全体を制御するようになっている。

例えば、システムコントローラ３０は、レンズ制御部１４を介して絞り１１の絞り調整を制御したり、シャッタ２１を制御して駆動したり、センサ部３１の加速度センサによる検出結果に基づいて図示しない手振れ補正機構を制御駆動して手振れ補正を行ったり、等を行う。さらに、システムコントローラ３０は、操作部３２のモードボタンからの入力に応じて、撮像装置のモード設定（後述する、静止画モード、動画モード、３Ｄモード等）を行うモード設定部を兼ねたものとなっている。

さらに、システムコントローラ３０は、コントラストＡＦ制御部３８と、距離演算部３９と、を備えていて、これらを制御するＡＦ制御部となっている。

コントラストＡＦ制御部３８は、撮像回路２３から出力される画像信号からコントラスト値（ＡＦ評価値ともいう）を生成し、レンズ制御部１４を介してレンズ１０内のフォーカスレンズを制御するものである。すなわち、コントラストＡＦ制御部３８は、画像信号にフィルタ、例えばハイパスフィルタを作用させて高周波成分を抽出し、コントラスト値とする。そして、コントラストＡＦ制御部３８は、フォーカスレンズ位置を異ならせてコントラスト値を取得し、コントラスト値が大きくなる方向へフォーカスレンズを移動させて、さらにコントラスト値を取得する。このような処理を繰り返して行うことにより、最大のコントラスト値が得られるフォーカスレンズ位置（合焦位置）へフォーカスレンズを駆動するように制御するものである。

次に、距離演算部３９は、帯域制限フィルタ１２が第２の状態を取っているときの撮像素子２２から得られた、第１の帯域制限を受けた波長帯光による画像と、第１の帯域制限を受けていない波長帯光による画像と、の位相差に基づき、被写体までの距離を演算するものである。具体的には、距離演算部３９は、図７に示したようなＲ成分とＢ成分とのズレ量から、レンズの公式により距離情報を演算する。

すなわち、距離演算部３９は、撮像画像として得られたＲＧＢ各色の成分の内の、Ｒ成分とＢ成分とを抽出する。そして、Ｒ成分とＢ成分とに相関演算を行うことにより、Ｒ成分の画像とＢ成分の画像とに生じているズレの方向とズレの大きさとを算出する（ただしこれに限定されるものではなく、Ｒ成分画像とＧ成分画像との間、またはＢ成分画像とＧ成分画像との間に生じているズレの方向とズレの大きさとを算出することも不可能ではない）。

ここに、例えば図３に示したような帯域制限フィルタ１２を用いる場合には、図５および図６を参照して説明したように、被写体が合焦位置よりも近いか遠いかによって、画像におけるＲ成分とＢ成分のズレの方向が逆になる。従って、ズレの方向は、着目する被写体が合焦位置よりも近いか遠いかを判別するための情報となる。

また、合焦位置から近距離側または遠距離側へ離れれば離れるほど、Ｒ成分とＢ成分のズレの大きさが大きくなる。従って、ズレの大きさは、着目する被写体が合焦位置からどの程度の距離だけ離れているかを判定するための情報となる。

こうして、距離演算部３９は、算出したズレの方向とズレの大きさとに基づいて、着目する被写体が、合焦位置よりも近い側または遠い側へ、どの程度の距離だけ離れているかを算出するようになっている。

距離演算部３９は、操作部３２からの入力に基づき、または撮像装置の基本制御プログラムに基づき、システムコントローラ３０により決定された距離演算領域（例えば、撮像画像の全領域、あるいは撮像画像における距離情報を取得したい一部の領域）について、上述したような距離演算を行う。このような、ズレ量を取得して距離情報を演算する技術は、例えば上記特開２００１−１７４６９６号公報に記載された技術を用いることができる。

距離演算部３９により取得された距離情報は、例えばオートフォーカス（ＡＦ）に利用することができる。

すなわち、フィルタ駆動部１３により帯域制限フィルタ１２を光路上に挿入して距離演算部３９によりＲ成分とＢ成分のズレに基づく距離情報を取得し、取得した距離情報に基づきシステムコントローラ３０がレンズ制御部１４を介してレンズ１０のフォーカスレンズを駆動するＡＦ、すなわち位相差ＡＦを行うことができる。これにより、１枚の撮像画像に基づいて、高速なＡＦが可能となる。この位相差ＡＦにより合焦が得られたら、帯域制限フィルタ１２を光路から退避させれば、通常の撮像画像を取得することができる。

ただし、システムコントローラ３０内には上述したように距離演算部３９とコントラストＡＦ制御部３８とが設けられているために、ＡＦ制御を距離演算部３９による算出結果に基づいて行っても良いが、コントラストＡＦ制御部３８により行っても構わない。

ここに、コントラストＡＦ制御部３８によるコントラストＡＦは合焦精度が高い反面、複数枚の撮像画像が必要になるために、合焦速度が早いとはいえない課題がある。一方、距離演算部３９による被写体距離の算出は、１枚の撮像画像に基づいて行うことができるために、合焦速度が早い反面、合焦精度はコントラストＡＦよりも劣ることがある。

そこで、ＡＦ制御部であるシステムコントローラ３０が、コントラストＡＦ制御部３８と距離演算部３９とを組み合わせてＡＦを行わせるようにしても良い。すなわち、まずフィルタ駆動部１３により帯域制限フィルタ１２を光路上に挿入して撮像素子２２により画像を取得する。そして、取得した画像のＲ成分とＢ成分のズレに基づく距離演算を、距離演算部３９に行わせて、被写体が現在のフォーカス位置よりも遠距離側にあるのか、あるいは近距離側にあるのかを取得する。あるいはさらに、被写体が現在のフォーカス位置から離れている距離を取得する。次に、システムコントローラ３０は、帯域制限フィルタ１２を光路から退避させて、取得した遠距離側または近距離側へ（取得した距離の分だけ）フォーカスレンズを駆動し、コントラストＡＦを行わせるようにコントラストＡＦ制御部３８を制御する。このような処理を行うことにより、早い合焦速度で高い合焦精度を得ることが可能となる。そして、コントラストＡＦを行うときには既に帯域制限フィルタ１２が光路から退避されているために、そのまま通常の撮像画像を取得することもできる。

また、撮像素子２２から得られたＲ成分画像とＢ成分画像とは、例えばステレオ立体視画像（３Ｄ画像）として用いることができる。

３Ｄ画像は、左側の瞳からの画像を左眼で観察し、右側の瞳からの画像を右眼で観察できれば良い。このような３Ｄ画像の観察方式として、従来よりアナグリフ方式が知られている。このアナグリフ方式は、一般に、赤色の左眼画像と青色の右眼画像とを生成して両方を表示し、左眼側に赤色透過フィルタ、右眼側に青色透過フィルタを配置したアナグリフ用の赤青メガネを用いてこの画像を観察することにより、モノクロの立体視画像を観察可能とする方式である。

そこで本実施形態においては、標準姿勢の撮像素子２２から得られたＲ成分画像とＢ成分画像（色画像生成部３７における、Ｒ成分とＢ成分の位置ズレを補正するカラー化処理を行わない画像）を、このアナグリフ方式の赤青メガネで観察すればそのまま立体視が可能となるように構成している。すなわち、図３を参照して説明したように、撮像装置を標準姿勢とすると、帯域制限フィルタ１２のＲＧフィルタ１２ｒが撮像素子２２から被写体を見たときの左側に配置され、ＧＢフィルタ１２ｂが右側に配置されるように構成している。これにより赤青メガネをかければ、左側のＲＧフィルタ１２ｒを透過したＲ成分光が左眼のみにより観察され、右側のＧＢフィルタ１２ｂを透過したＢ成分光が右眼のみにより観察されて、立体視が可能となる。

次に、図８〜図１０を参照して、帯域制限フィルタ１２の変形例について説明する。

まず、図８は帯域制限フィルタ１２の第１の変形例を示す図である。

図３に示した帯域制限フィルタ１２は、第２の状態における撮像光学系９の瞳領域が、第１の領域と第２の領域との間に第１の帯域制限および第２の帯域制限の両方を受ける撮影光束が通過する領域が挟まれる構成となっている。すなわち、帯域制限フィルタ１２は、撮像装置を標準姿勢にして撮像素子２２から見たときに、左半分がＲＧフィルタ１２ｒ、右半分がＧＢフィルタ１２ｂであった。これに対して、この図８に示す帯域制限フィルタ１２は、左側のＲＧフィルタ１２ｒと右側のＧＢフィルタ１２ｂとの間に、Ｇ成分のみを通過させるＧフィルタ１２ｇを配置したものとなっている。

このような構成においても、撮像光学系９の絞り１１の開口を通過する光に含まれるＧ成分が全て通過するのは図３の帯域制限フィルタ１２と同様である。ただし、ＲＧフィルタ１２ｒとＧＢフィルタ１２ｂとが離間して配置されているために、非合焦位置にある被写体の撮像素子２２上における像の、Ｒ成分とＢ成分の位置ズレがより明瞭化されるために、距離演算部３９による距離演算精度が向上する利点がある。従って、高い精度の距離情報を得たい場合には、この図８に示すような構成の帯域制限フィルタ１２を用いると良い。

また、図９は帯域制限フィルタ１２の第２の変形例を示す図である。

この図９に示す帯域制限フィルタ１２は、第２の状態における撮像光学系９の瞳領域が、第１の領域と第２の領域との間に帯域制限を受けない撮影光束が通過する領域が挟まれる構成となっている。すなわち、帯域制限フィルタ１２は、左側のＲＧフィルタ１２ｒと右側のＧＢフィルタ１２ｂとの間に、ＲＧＢ全色の成分（つまり、白色光Ｗ）を通過させるＷフィルタ１２ｗを配置したものとなっている。

このような構成においても、撮像光学系９の絞り１１の開口を通過する光に含まれるＧ成分が全て通過するのは図３の帯域制限フィルタ１２と同様である。これに対して、Ｒ成分はＲＧフィルタ１２ｒおよびＷフィルタ１２ｗを通過する一方で、ＧＢフィルタ１２ｂに遮断される。同様に、Ｂ成分はＧＢフィルタ１２ｂおよびＷフィルタ１２ｗを通過する一方で、ＲＧフィルタ１２ｒに遮断される。

このような構成によれば、Ｗフィルタ１２ｗの部分についてはＧ成分のみでなく、Ｒ成分およびＢ成分も透過されるために、帯域制限フィルタ１２を透過するＲ成分およびＢ成分の光量が増加し、明るい撮像画像を取得することができる利点がある（ただし、距離演算部３９により算出される距離情報は精度が低下する可能性がある）。従って、距離情報としてはそれ程高い精度は必要でない場合（例えば、着目被写体に合焦するためには、フォーカスレンズを近距離側と遠距離側の何れの方向へ移動させたらよいかを判別する場合など）に用いると、必要な効果を得られるとともに、例えば明るい高品位の３Ｄ画像を取得することが可能となる。

さらに、図１０は帯域制限フィルタ１２の第３の変形例を示す図である。

この図１０に示す帯域制限フィルタ１２は、第２の状態における第１の領域と第２の領域とが、撮像装置が標準姿勢であるときの上下方向位置および左右方向位置を異ならせて配置されたものとなっている。すなわち、帯域制限フィルタ１２は、例えば円形をなすフィルタを十字状に４分割して、左下（グラフにおける第３象限）にＲＧフィルタ１２ｒ、右上（グラフにおける第１象限）にＧＢフィルタ１２ｂを配置するとともに、左上（グラフにおける第２象限）に第１のＧフィルタ１２ｇ１を、右下（グラフにおける第４象限）に第２のＧフィルタ１２ｇ２を、それぞれ配置したものとなっている。

上述した図３、図８、図９に示したような帯域制限フィルタ１２の構成の場合には、垂直方向のエッジを有する被写体の距離情報取得は容易であるが、水平方向のエッジを有する被写体の距離情報取得は困難となる。これに対して、この図１０に示したような帯域制限フィルタ１２の構成を採用すれば、垂直方向のエッジを有する被写体と、水平方向のエッジを有する被写体と、の何れに対しても、距離情報を容易に取得することができる利点がある。このようにＲＧフィルタ１２ｒとＧＢフィルタ１２ｂの水平方向位置および垂直方向位置を異ならせることにより、距離情報取得における被写体エッジの方向依存性（特に、水平／垂直方向依存性）を改善することが可能となる。

次に、図１１は、帯域制限フィルタ１２’をレンズユニット１の先端に着脱可能に配置する変形例を示すブロック図である。

この変形例に示す帯域制限フィルタ１２’は、撮像光学系９の先端部に着脱可能に装着され、先端部から取り外されているときに第１の状態を取り、先端部に装着されているときに第２の状態を取るようになっている。

レンズユニット１の先端部には、光学フィルタを取り付けるためのフィルタネジが設けられていたり、あるいはバヨネットマウントなどを用いて光学フィルタが着脱可能であることが多い。そこで、このような構成を利用して、レンズユニット１の先端部に帯域制限フィルタ１２’を着脱可能に取り付けるようにしたものである。すなわち、帯域制限フィルタ１２’は、フィルタ中心を撮像光学系９の光軸に略一致させてレンズユニット１の先端部に着脱自在に取り付け可能となっている。このとき帯域制限フィルタ１２’は、光軸周りの回転角度を調整可能に構成されているとなお良い。

ただし、このような構成を採用する場合には、非合焦位置にある被写体上の１点から放射された光が帯域制限フィルタ１２’の異なるフィルタ領域を通過したときに、それぞれのフィルタ領域を通過した光が異なる重心位置のボケ画像を形成するように、撮像光学系９を光学設計するものとする。

また、レンズユニット１には、帯域制限フィルタ１２の装着／非装着と、装着されている帯域制限フィルタ１２の種類と、装着されている帯域制限フィルタ１２の光軸周りの回転角度と、を自動的に検出するための装着検出部１６が設けられている。この装着検出部１６は、レンズ制御部１４に接続されている。

装着検出部１６により検出された情報は、レンズ制御部１４を介してシステムコントローラ３０へ伝達される。システムコントローラ３０は、帯域制限フィルタ１２の装着検出結果を受けて、帯域制限フィルタ１２の装着状態に応じた撮像モードに切り換えを行う。例えば、帯域制限フィルタ１２が取り付けられていない場合には、コントラストＡＦによりＡＦを行う撮像モードに切り換える。また、帯域制限フィルタ１２が図３に示した構成のものとして取り付けられている場合には、位相差ＡＦを行う撮像モードに切り換え、あるいは３Ｄ撮像モードに切り換える。さらに、帯域制限フィルタ１２が図３に示した構成を９０°回転させたものとして取り付けられている場合には、縦位置の３Ｄ撮像モードに切り換える、等である。

さらに、システムコントローラは、切り換えた撮像モードを使用者へ伝えるために、選択した撮像モードを表示部２７に表示する。この表示を確認することにより、撮像装置が選択した撮像モードが適正でない場合には、使用者が操作部３２を介して所望の撮像モードを選択することができる。

その後、使用者が操作部３２のレリーズボタン３２ａを押圧して撮像開始を指示入力した場合には、上述したような撮像処理や、各種補正を含む画像処理、記録処理などを行う。

図１１を参照して説明したような、レンズユニット１の先端部に帯域制限フィルタ１２を装着する構成を採用することにより、価格が上昇したり装置が大きくなったりするのを抑制しながら、一般的な２次元画像を得る撮像装置と３Ｄ（立体視）撮像装置とを使用者が用途に応じて選択することが可能な利便性を得られる。

なお、上述では撮像素子２２が原色（ＲＧＢ）のオンチップ素子フィルタを備えている例を説明したが、帯域制限を行うことができれば原色フィルタに限るものでないことは上述したとおりであり、例えば補色系フィルタ（Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｇ（グリーン））を備えたものであっても構わない。この場合には、例えばＣ成分光とＭ成分光とが異なる瞳領域を通過するように構成すれば、Ｃ成分画像とＭ成分画像とを比較することにより距離情報を取得することができる。また、この補色系フィルタの場合であっても、原色系（ＲＧＢ）フィルタの場合と同様に、帯域制限フィルタ１２の分光透過特性と撮像素子２２のオンチップの素子フィルタの分光透過特性とが同一であるか、あるいは可能な限り近似していることが望ましいことは勿論である。

このような実施形態１によれば、カラーの撮像素子２２を備えた撮像装置の撮像光学系９の光路上に、瞳領域毎に制限する帯域が異なる帯域制限フィルタ１２を配置するようにしたために、別途のＡＦセンサ等を要することなく、撮像素子２２から得られた画像を用いて位相差ＡＦの原理に基づき距離情報を高速に取得することが可能となる。

また、帯域制限フィルタ１２が、撮影光束の光路上から退避する第１の状態と、撮影光束の光路上に挿入される第２の状態と、を取り得るように構成したために、第１の状態においては色にじみのない通常の画像を撮像することが可能となり、第２の状態においては高速に距離情報を取得することが可能となる。

このとき、光路上への帯域制限フィルタ１２の挿脱を、フィルタ駆動部１３により行う場合には、使用者の手を煩わせることなく自動処理が可能になる利点がある。一方、レンズユニット１の先端部に手動で着脱可能とした場合には、低コストに使用者が２Ｄ撮影と３Ｄ撮影とを選択可能になる利点がある。

さらに、輝度成分を高い割合で含むＧ成分については、帯域制限フィルタ１２の全領域を通過するようにしたために、画像解像度に寄与が大きい輝度成分を、損失させることなく有効に取得することが可能となる。

そして、撮像素子２２から見て左側がＲ成分光を透過するＲＧフィルタ１２ｒ、右側がＢ成分光を透過するＧＢフィルタ１２ｂとした場合には、アナグリフ方式に適合したＲ成分画像およびＢ成分画像を得ることができる利点がある。
［実施形態２］

図１２から図３０は本発明の実施形態２を示したものであり、図１２は撮像装置の構成を示すブロック図、図１３は撮像光学系における帯域制限フィルタの構成例を示す図である。この実施形態２において、上述の実施形態１と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

上述した実施形態１は、帯域制限フィルタ１２を撮像光学系９の光路上に単に挿入／退避する構成であったが、本実施形態２は、帯域制限フィルタ１２を光路上に複数の態様で挿入することができるように構成したものとなっている。

すなわち、本実施形態の帯域制限フィルタ１２は、図１２に示すように、第１フィルタ１２Ａと、第２フィルタ１２Ｂと、を備えて構成されている。図１３に示すようにレンズ１０は、例えば第１レンズ１０Ｌ１と第２レンズ１０Ｌ２とを備えており、絞り１１は第１レンズ１０Ｌ１と第２レンズ１０Ｌ２との中間に例えば配置されている。そして、第１フィルタ１２Ａは例えば絞り１１の光路上前方（望ましくは絞り１１の近傍）であって第１レンズ１０Ｌ１の光路上後方に配置され、第２フィルタ１２Ｂは例えば絞り１１の光路上後方（望ましくは絞り１１の近傍）であって第２レンズ１０Ｌ２の光路上前方に配置されるようになっている。また、フィルタ駆動部１３’は、第１フィルタ１２Ａおよび第２フィルタ１２Ｂの光路上への挿脱や挿入の態様を駆動制御するフィルタ制御部となっている。

一方、システムコントローラ３０は、さらに、第１フィルタ１２Ａおよび第２フィルタ１２Ｂの光路上への挿入の態様を制御するための開口制御部４１を備えている。

また、ボディユニット２のセンサ部３１は、この撮像装置の姿勢を検出するための姿勢検出部を含んでいる。この姿勢検出部は、撮像装置の姿勢に応じた信号を出力するものであり、例えば重錘、磁石、およびホール素子等を用いた傾斜センサや、あるいはＭＥＭＳセンサ等を利用することが可能である。そして、この姿勢検出部は、撮像装置が図２１に示すような標準姿勢（横位置）であるか、図２２に示すような縦位置であるかのみを検出可能なものであっても良いし、基準姿勢である横位置からどの程度の傾斜角度となっているかに応じた信号（角度情報）を出力するように構成されたものであっても良い。ここに、図２１は標準姿勢（横位置）の撮像装置を示す背面図、図２２は縦位置の撮像装置を示す背面図である。

第１フィルタ１２Ａは、図１４に示すように、撮像装置を標準姿勢にして撮像素子２２から見たときに、左半分がＲＧフィルタ１２Ａｒ、右半分がＧＢフィルタ１２Ａｂである。ここに、図１４は光路上に挿入された状態の第１フィルタ１２Ａの様子を示す図である。

また、第２フィルタ１２Ｂは、図１５に示すように、撮像装置を標準姿勢にして撮像素子２２から見たときに、下半分がＲＧフィルタ１２Ｂｒ、上半分がＧＢフィルタ１２Ｂｂである。ここに、図１５は光路上に挿入された状態の第２フィルタ１２Ｂの様子を示す図である。

そして、第１フィルタ１２Ａは、図１６に示すように、ＲＧフィルタ１２ＡｒとＧＢフィルタ１２Ａｂとが例えばヒンジ等を介して左右に分離し絞り１１の光学的有効範囲１１ａから退避可能であり、第２フィルタ１２Ｂは、図１７に示すように、ＲＧフィルタ１２ＢｒとＧＢフィルタ１２Ｂｂとが例えばヒンジ等を介して上下に分離し絞り１１の光学的有効範囲１１ａから退避可能となっている。ここに、図１６は光路上から退避した状態の第１フィルタ１２Ａの様子を示す図、図１７は光路上から退避した状態の第２フィルタ１２Ｂの様子を示す図である。

例えば、アナグリフ方式の３Ｄ撮像を行う際に、姿勢検出部の検出結果が横位置である場合には、第１フィルタ１２Ａのみを図１４に示すように光路上に挿入し、検出結果が縦位置である場合には、第２フィルタ１２Ｂのみを図１５に示すように光路上に挿入することが考えられる（第２の状態における状態２Ａ）。

上述した第１フィルタ１２Ａおよび第２フィルタ１２Ｂは、図１６、図１７に示した退避状態と、図１４、図１５に示した挿入状態と、を２値的に取り得るだけでなく、さらに中間の状態を含む種々の挿入態様を取り得るようになっている。そこで、図１８〜図２０を参照して、第１フィルタ１２Ａが取り得る挿入態様の例を説明する。なお、図示および説明を省略するが、第２フィルタ１２Ｂについても第１フィルタ１２Ａと同様の種々の挿入態様を取り得るようになっている。

まず、図１８は、ＲＧフィルタ１２ＡｒおよびＧＢフィルタ１２Ａｂの両方を、互いに離間させた状態で、絞り１１の光学的有効範囲１１ａ内に挿入する態様を示す図である（第２の状態における状態２Ｂ）。このような挿入態様をとることにより、実施形態１の図９に示したようなフィルタ構成を実現することが可能となる。

次に、図１９は、ＲＧフィルタ１２ＡｒおよびＧＢフィルタ１２Ａｂの両方を、互いに一部重複させた状態で、絞り１１の光学的有効範囲１１ａ内に挿入する態様を示す図である（第２の状態における状態２Ｃ）。このときには、光学的有効範囲１１ａの左側にＲＧフィルタ１２Ａｒのみが、右側にＧＢフィルタ１２Ａｂのみが配置され、これらに挟まれた中央部分がＲＧフィルタ１２ＡｒとＧＢフィルタ１２Ａｂとが重複する領域となってＧ成分光のみを透過させることになる。このような挿入態様をとることにより、実施形態１の図８に示したようなフィルタ構成を実現することが可能となる。

さらに、図２０は、ＲＧフィルタ１２Ａｒのみを、絞り１１の光学的有効範囲１１ａ内に一部挿入する態様を示す図である。このような挿入態様をとる場合には、Ｒ成分光およびＧ成分光は光学的有効範囲１１ａの全域を通過するが、Ｂ成分光はＲＧフィルタ１２Ａｒが挿入されていない領域のみを通過することになる（光路上に配設された状態において撮像光学系９の瞳領域の一部である第１の領域を通過する撮影光束中の第１の帯域の光を遮光する第１の帯域制限を行う第２の状態）。このような挿入態様をとる場合であっても、透過したＢ成分光の重心位置と、透過したＲ成分光（またはＧ成分光）の重心位置とが異なるために、撮像素子２２により撮像された各色像にズレが生じ、位相差ＡＦによる測距が可能となる。しかも、より明るく、ボケが素直な画質の良い撮像画像を取得することも可能となる。

なお、図示はしないが、ＧＢフィルタ１２Ａｂのみを、絞り１１の光学的有効範囲１１ａ内に一部挿入する態様をとるようにすることも勿論可能である。一般的な被写体では、Ｒ成分光よりもＢ成分光が不足することが多いために、Ｂ成分光をより多く透過させるためにはこの構成を採用すると良い。

さらに、図示はしないが、ＲＧフィルタ１２Ａｒに図１４に示す挿入態様を取らせるとともに、ＧＢフィルタ１２Ａｂに図１５に示す挿入態様を取らせれば、実施形態１の図１０に示したようなフィルタ構成を実現することが可能となる。

図１４〜図２０に示したような（あるいは図示を省略したような）帯域制限フィルタ１２の光路上への挿入／退避および挿入時の種々の態様は、使用者による操作部３２からの指示入力に対応して（あるいは撮像装置に設定されている各種のモードに応じた自動制御等により）、システムコントローラ３０の開口制御部４１がレンズ制御部１４へ指令を行い、レンズ制御部１４の制御に基づきフィルタ駆動部１３’が帯域制限フィルタ１２を駆動することによって行われる。

続いて、図２３〜図３０を参照して、撮像装置の作用を説明する。

まず、図２３は、撮像装置の基本動作を示すフローチャートである。なお、この撮像装置では、上述したような、動画像を撮像するための動画モード、立体視画像を撮像するための３Ｄモード（立体視画像撮像モード）、静止画像を撮像するための静止画モード（通常画像撮像モード）を、使用者がモードボタンを用いて入力選択して設定することができるようになっているものとする。

この処理を開始すると、システムコントローラ３０は、撮像装置に設定されている撮像モードが動画モードであるか否かを判定する（ステップＳ１）。

ここで、動画モードでないと判定された場合には、システムコントローラ３０は、さらに撮像モードが３Ｄモードであるか否かを判定する（ステップＳ２）。

ここで、３Ｄモードでないと判定された場合には、システムコントローラ３０は、静止画モードであると判定して、後で図２４を参照して説明する静止画モードの処理を行う（ステップＳ３）。

また、ステップＳ１において、動画モードであると判定された場合には、システムコントローラ３０は、後で図２９を参照して説明する動画モードの処理を行う（ステップＳ４）。

さらに、ステップＳ２において、３Ｄモードであると判定された場合には、システムコントローラ３０は、後で図３０を参照して説明する３Ｄモードの処理を行う（ステップＳ５）。

ステップＳ３〜Ｓ５の何れかの処理が終了したら、システムコントローラ３０は、所定時間内に使用者からの指示が操作部３２から入力されたか否かを判定する（ステップＳ６）。

ここで指示入力があったと判定された場合には、システムコントローラ３０は、その指示内容に従った処理を行う（ステップＳ７）。

ステップＳ７の処理が終了するか、またはステップＳ６において指示入力がないと判定された場合には、システムコントローラ３０が撮影を終了するか否かを判定し（ステップＳ８）、引き続き撮影を行うと判定された場合にはステップＳ１へ戻って上述したような処理を繰り返して行い、撮影を終了すると判定された場合にはこの処理を終える。

次に、図２４は、静止画モード（通常画像撮像モード）の処理を示すフローチャートである。

この処理を開始すると、システムコントローラ３０は、使用者によるＡＦモードの選択指示が操作部３２を介して入力されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。

ここでＡＦモードの選択指示入力がないと判定された場合には、システムコントローラ３０は、レリーズボタン３２ａの１段目が押圧されて１ｓｔレリーズが行われるのを待機する（ステップＳ１２）。

そして、１ｓｔレリーズが行われたと判定された場合には、システムコントローラ３０は、後で図２６を参照して説明する第１色フィルタＡＦの処理を行う（ステップＳ１３）。

その後、システムコントローラ３０が合焦に達したか否かを判定し（ステップＳ１４）、合焦に達していないと判定された場合には、合焦に達するまでステップＳ１３の処理を繰り返して行う。

一方、ステップＳ１１において、ＡＦモードの選択指示入力があったと判定された場合には、システムコントローラ３０は、後で図２５を参照して説明するＡＦモード切換の処理を行う（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５の処理が終了するか、またはステップＳ１４において合焦に達したと判定された場合には、システムコントローラ３０は、レリーズボタン３２ａの２段目が押圧されて２ｎｄレリーズが行われたか否かを判定する（ステップＳ１６）。

ここで、２ｎｄレリーズがまだ行われていないと判定された場合には、システムコントローラ３０は、１ｓｔレリーズが解除されたか否かを判定する（ステップＳ１７）。そして、１ｓｔレリーズが解除されていないと判定された場合には、ステップＳ１６へ戻って２ｎｄレリーズの判定を行う。

こうして、ステップＳ１６において２ｎｄレリーズが行われたと判定された場合には、システムコントローラ３０は、帯域制限フィルタ１２の第１フィルタ１２Ａおよび第２フィルタ１２Ｂを図１６および図１７に示す状態へ退避させる（ステップＳ１８）。こうして、通常画像撮像モードが設定されているときの撮影時（このときは、位相差に基づく距離演算を行わないときでもある）には、帯域制限フィルタ１２は第１の状態を取るようになっている。

そして、システムコントローラ３０は、帯域制限フィルタ１２を用いた位相差ＡＦに加えて、さらにコントラストＡＦを行う必要があるか否かを判定する（ステップＳ１９）。この判定は、例えば、ＡＦターゲットが設定されていてフォーカスロック撮影がなされているかどうかに基づき行う。そして、合焦状態の更新が不要である場合にはコントラストＡＦを行う必要がないと判定し、合焦状態の更新が必要である場合にはコントラストＡＦを行う必要があると判定する。

ここで、コントラストＡＦを行う必要があると判定された場合には、システムコントローラ３０は、コントラストＡＦ制御部３８によりコントラストＡＦを行ってより高精度の合焦を得る（ステップＳ２０）。なお、ここでは２ｎｄレリーズ後のＡＦをコントラストＡＦとしているが、これに代えて、例えば図２０に示すような挿入位置（すなわち、色フィルタによる色にじみ等が比較的小さい挿入位置）に帯域制限フィルタ１２を挿入して色フィルタＡＦを行い、帯域制限フィルタ１２を退避させることなくそのまま撮像するようにしても構わない。

このステップＳ２０の処理が終了するか、またはステップＳ１９においてコントラストＡＦを行う必要がないと判定されたと判定された場合には、システムコントローラ３０の制御により、通常の静止画の撮像を行い（ステップＳ２１）、画像処理部２５による画像処理を行って（ステップＳ２２）、撮影された画像を表示部２７に表示したり、記録媒体２９に記録したりする（ステップＳ２３）。

このステップＳ２３の処理が終了するか、またはステップＳ１７において１ｓｔレリーズが解除されたと判定された場合には、この処理を抜けて図２３に示した処理に復帰する。

図２５はＡＦモード切換の処理を示すフローチャートである。

この処理を開始すると、システムコントローラ３０は、撮像素子２２から得られた画像の画素値に基づいて、被写体の明るさが所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。

ここで、明るさが閾値以上であると判定された場合には、システムコントローラ３０は、さらに撮像装置に設定されているモード等が、ＡＦ精度を優先するモード（ＡＦ優先モード）であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。ここでＡＦ優先モードであると判定する場合（すなわち、システムコントローラ３０が、モード設定部として機能し、撮像装置をＡＦ優先モードに設定する場合）として、次のような例が挙げられる。例えば、ポートレート撮像モード、マクロ撮像モード、子供撮像モード等は、高い合焦精度を求められる場合が多いために、これらのモードに設定されている場合にはＡＦ優先モードであると判定する。また、モード設定がない場合でも、撮像素子２２から得られる画像に基づいてシーン認識を行い、その結果、ポートレート撮影、マクロ撮影、子供撮影等のシーンであると判定した場合には、同様にＡＦ優先モードであると判定しても良い。さらに、絞り優先モードが選択されていて、設定されている絞り値が所定のＦ値（例えばＦ４）以下である場合には、被写界深度が浅くなると想定されるためにＡＦ優先モードであると判定するようにしても構わない。なお、これらは幾つかの例として挙げただけであり、合焦精度が重要となる撮像モード等であればどのような撮像モードであっても良く、上記に挙げた例に限るものではない。

そして、ＡＦ優先モードであると判定された場合には、システムコントローラ３０は、第２色フィルタＡＦを行うことを選択し（ステップＳ３３）、レリーズボタン３２ａの１段目が押圧されて１ｓｔレリーズが行われるのを待機する（ステップＳ３４）。

そして、１ｓｔレリーズが行われたと判定された場合には、システムコントローラ３０は、後で図２７を参照して説明する第２色フィルタＡＦの処理を行う（ステップＳ３５）。

その後、合焦に達したか否かを判定し（ステップＳ３６）、合焦に達していないと判定された場合には、合焦に達するまでステップＳ３５の処理を繰り返して行う。

また、ステップＳ３２において、ＡＦ優先モードでないと判定された場合には、システムコントローラ３０は、第３色フィルタＡＦを行うことを選択し（ステップＳ３７）、レリーズボタン３２ａの１段目が押圧されて１ｓｔレリーズが行われるのを待機する（ステップＳ３８）。

そして、１ｓｔレリーズが行われたと判定された場合には、後で図２８を参照して説明する第３色フィルタＡＦの処理を行う（ステップＳ３９）。

その後、システムコントローラ３０が合焦に達したか否かを判定し（ステップＳ４０）、合焦に達していないと判定された場合には、合焦に達するまでステップＳ３９の処理を繰り返して行う。

一方、ステップＳ３１において、明るさが閾値以上でないと判定された場合には、システムコントローラ３０は、コントラストＡＦを行うことを選択し（ステップＳ４１）、レリーズボタン３２ａの１段目が押圧されて１ｓｔレリーズが行われるのを待機する（ステップＳ４２）。

そして、１ｓｔレリーズが行われたと判定された場合には、コントラストＡＦ制御部３８によりコントラストＡＦを行う（ステップＳ４３）。

その後、システムコントローラ３０が合焦に達したか否かを判定し（ステップＳ４４）、合焦に達していないと判定された場合には、合焦に達するまでステップＳ４３の処理を繰り返して行う。

こうして、ステップＳ３６、ステップＳ４０、またはステップＳ４４の何れかにおいて合焦に達したと判定された場合には、この処理を抜けて図２４に示した処理に復帰する。

図２６は、第１色フィルタＡＦの処理を示すフローチャートである。

この処理を開始すると、位相差に基づく距離演算を行うときであるために、システムコントローラ３０の制御により、帯域制限フィルタ１２に第２の状態を取らせるためのフィルタ挿入第１駆動の処理を行う（ステップＳ５１）。ここでは、第１フィルタ１２Ａを図１４に示す挿入位置に駆動するとともに、第２フィルタ１２Ｂを図１７に示す退避位置に駆動する。

次に、ステップＳ５１で駆動されたフィルタ位置において撮像素子２２から得られた画像に基づき、距離演算部３９が被写体までの距離情報を算出する（ステップＳ５２）。

そして、システムコントローラ３０が、レンズ制御部１４を介してレンズ１０のフォーカスレンズを駆動し、狙いの被写体が撮像素子２２上に合焦するようにする（ステップＳ５３）。

こうして、合焦駆動が行われたら、この処理を抜けて元の処理に復帰する。

図２７は、第２色フィルタＡＦの処理を示すフローチャートである。

この処理を開始すると、位相差に基づく距離演算を行うときであるために、システムコントローラ３０の制御により、帯域制限フィルタ１２に第２の状態を取らせるためのフィルタ挿入第２駆動の処理を行う（ステップＳ５１ａ）。ここでは、第１フィルタ１２Ａを図１９に示す挿入位置（第２の状態における状態２Ｃ）に駆動するとともに、第２フィルタ１２Ｂを図１７に示す退避位置に駆動する。

その後、上述と同様のステップＳ５２およびステップＳ５３の処理を行ってから元の処理に復帰する。

図２８は、第３色フィルタＡＦの処理を示すフローチャートである。

この処理を開始すると、位相差に基づく距離演算を行うときであるために、システムコントローラ３０の制御により、帯域制限フィルタ１２に第２の状態を取らせるためのフィルタ挿入第３駆動の処理を行う（ステップＳ５１ｂ）。ここでは、第１フィルタ１２Ａを図１８に示す挿入位置に駆動するとともに、第２フィルタ１２Ｂを図１７に示す退避位置に駆動する。

その後、上述と同様のステップＳ５２およびステップＳ５３の処理を行ってから元の処理に復帰する。

次に、図２９は動画モードの処理を示すフローチャートである。

この処理を開始すると、位相差に基づく距離演算を行うときであるために、システムコントローラ３０の制御により、帯域制限フィルタ１２に第２の状態を取らせるためのフィルタ挿入第４駆動の処理を行う（ステップＳ６１）。ここでは、第１フィルタ１２Ａを図２０に示す挿入位置に駆動するとともに、第２フィルタ１２Ｂを図１７に示す退避位置に駆動する。動画は６０ｆｐｓや３０ｆｐｓ等で撮影されるために、動画のコマ間に帯域制限フィルタ１２を挿脱して位相差ＡＦを行うことは難しい。そこで、ここでは撮像画像の画質劣化が比較的小さい図２０に示す挿入位置に帯域制限フィルタ１２を挿入した状態のまま、動画像（あるいは、ライブビュー画像）を撮像することで、位相差ＡＦを行いながらの動画撮像を可能としている。

そして、ステップＳ６１で駆動されたフィルタ位置において撮像素子２２から得られた画像（ここではライブビュー画像の各コマ）に基づき、距離演算部３９が被写体までの距離情報を算出する（ステップＳ６２）。ここに、図２０に示す挿入位置の場合には、Ｂ成分画像とＲ成分画像との間で相関演算を行っても良いし、Ｂ成分画像とＧ成分画像との間で相関演算を行っても構わないし、両方で相関演算を行って誤差補正を行うことにより測距精度を高めるようにしても構わない。

続いて、システムコントローラ３０が、レンズ制御部１４を介してレンズ１０のフォーカスレンズを駆動し、狙いの被写体が撮像素子２２上に合焦するようにする（ステップＳ６３）。

その後、システムコントローラ３０は、レリーズボタン３２ａが押圧されて動画像の撮像開始が指示入力されたか否かを判定する（ステップＳ６４）。

ここで、動画像の撮像開始が指示入力されていないと判定された場合には、ステップＳ６２へ戻って、ライブビュー画像に基づく位相差ＡＦを引き続き行う。

また、ステップＳ６２において、動画像の撮像開始が指示入力されたと判定された場合には、撮像素子２２から得られた画像（動画像が取得される前はライブビュー画像のコマ、取得された後は動画像の各コマ）に基づき、距離演算部３９が被写体までの距離情報を算出する（ステップＳ６５）。

続いて、システムコントローラ３０が、レンズ制御部１４を介してレンズ１０のフォーカスレンズを駆動し、狙いの被写体が撮像素子２２上に合焦するようにする（ステップＳ６６）。

そして、システムコントローラ３０の制御により、動画像の１コマ（あるいは複数コマ）分の撮像を行い（ステップＳ６７）、画像処理部２５による画像処理を行って（ステップＳ６８）、撮影された動画像を表示部２７に表示したり、記録媒体２９に記録したりする（ステップＳ６９）。

その後、システムコントローラ３０は、レリーズボタン３２ａの押圧が解除されて動画像の撮像終了が指示入力されたか否かを判定し（ステップＳ７０）、撮像終了が指示入力されていないと判定された場合には、ステップＳ６５へ戻って位相差ＡＦを行いながらの動画像撮像を継続して行う。

一方、ステップＳ７０において動画像の撮像終了が指示入力されたと判定された場合には、システムコントローラ３０は、モードボタンの操作により動画モードの終了が指示入力されたか否かを判定し（ステップＳ７１）、指示入力されていない場合には、次の動画シーンの撮影に対応するために、ステップＳ６２へ戻って上述したような処理を行う。

また、ステップＳ７１において動画モードの終了が指示入力されたと判定された場合には、システムコントローラ３０の制御により、帯域制限フィルタ１２の第１フィルタ１２Ａおよび第２フィルタ１２Ｂを図１６および図１７に示す状態へ退避させてから（ステップＳ７２）、この処理を抜けて図２３に示した処理に復帰する。

図３０は３Ｄモード（立体視画像撮像モード）の処理を示すフローチャートである。なお、ここで取得する３Ｄ画像は、３Ｄ静止画像であっても、３Ｄ動画像であっても何れでも構わない。

この処理を開始すると、システムコントローラ３０は、第２の状態に切り換えるためのフィルタ挿入第１駆動の処理を行う（ステップＳ８１）。ここでは、センサ部３１の姿勢検出部により検出された姿勢が図２１に示すような横位置である場合には、第１フィルタ１２Ａを図１４に示す挿入位置に駆動するとともに、第２フィルタ１２Ｂを図１７に示す退避位置に駆動する。また、姿勢検出部により検出された姿勢が図２２に示すような縦位置である場合には、第１フィルタ１２Ａを図１６に示す退避位置に駆動するとともに、第２フィルタ１２Ｂを図１５に示す挿入位置に駆動する。

そして、ステップＳ８１で駆動されたフィルタ位置において撮像素子２２から得られたライブビュー画像からＲ成分画像とＢ成分画像とを抽出して、距離演算部３９が被写体までの距離情報を算出する（ステップＳ８２）。

続いて、システムコントローラ３０が、レンズ制御部１４を介してレンズ１０のフォーカスレンズを駆動し、狙いの被写体が撮像素子２２上に合焦するようにする（ステップＳ８３）。

その後、システムコントローラ３０は、レリーズボタン３２ａが押圧されて３Ｄ撮像の開始が指示入力されたか否かを判定する（ステップＳ８４）。

ここで、３Ｄ撮像の開始が指示入力されていないと判定された場合には、ステップＳ８２へ戻って、ライブビュー画像に基づく位相差ＡＦを引き続き行う。

また、ステップＳ８４において、３Ｄ撮像の開始が指示入力されたと判定された場合には、撮像素子２２から得られた最後のライブビュー画像からＲ成分画像とＢ成分画像とを抽出して、距離演算部３９が被写体までの距離情報を算出する（ステップＳ８５）。

続いて、システムコントローラ３０が、レンズ制御部１４を介してレンズ１０のフォーカスレンズを駆動し、狙いの被写体が撮像素子２２上に合焦するようにする（ステップＳ８６）。

そして、システムコントローラ３０の制御に基づき、撮像素子２２により画像の撮像を行う（ステップＳ８７）。こうして、立体視画像撮像モードが設定されているときの撮影時には、帯域制限フィルタ１２は第２の状態を取るようになっている。

さらに、システムコントローラ３０の制御により、画像処理部２５による画像処理を行う（ステップＳ８８）。ただし、このときには、色画像生成部３７におけるＲ成分とＢ成分の位置ズレを補正するカラー化処理は行わない。

続いて、撮影された画像を表示部２７に表示したり、記録媒体２９に記録したりする（ステップＳ８９）。

その後、システムコントローラ３０は、レリーズボタン３２ａの押圧が解除されて３Ｄ撮像の終了が指示入力されたか否かを判定し（ステップＳ９０）、３Ｄ撮像の終了が指示入力されていないと判定された場合には、ステップＳ８５へ戻って位相差ＡＦを伴う３Ｄ画像撮像を継続して行う。

一方、ステップＳ９０において３Ｄ撮像の終了が指示入力されたと判定された場合には、システムコントローラ３０は、モードボタンの操作により３Ｄモードの終了が指示入力されたか否かを判定し（ステップＳ９１）、指示入力されていない場合には、次の３Ｄ画像の撮影に対応するために、ステップＳ８２へ戻って上述したような処理を行う。

また、ステップＳ９１において３Ｄモードの終了が指示入力されたと判定された場合には、システムコントローラ３０の制御により、帯域制限フィルタ１２の第１フィルタ１２Ａおよび第２フィルタ１２Ｂを図１６および図１７に示す状態へ退避させてから（ステップＳ９２）、この処理を抜けて図２３に示した処理に復帰する。

なお、上述したステップＳ８１においてはフィルタ挿入第１駆動を行ったが、取得したい３Ｄ画像に応じて、あるいはその他の目的に応じて、フィルタ挿入第２駆動やフィルタ挿入第３駆動、あるいはその他の駆動などを行っても構わない。

例えば、より立体感の強い３Ｄ画像を取得したい場合には、フィルタ挿入第２駆動を行うと良い。このときには、センサ部３１の姿勢検出部により検出された姿勢が図２１に示すような横位置である場合には、第１フィルタ１２Ａを図１９に示す挿入位置（第２の状態における状態２Ｃ）に駆動するとともに、第２フィルタ１２Ｂを図１７に示す退避位置に駆動する。また、姿勢検出部により検出された姿勢が図２２に示すような縦位置である場合には、第１フィルタ１２Ａを図１６に示す退避位置に駆動するとともに、第２フィルタ１２Ｂを図１９を９０°回転させたに相当する挿入位置（第２の状態における状態２Ｃ）に駆動する。

また例えば、より明るい３Ｄ画像を取得したい場合には、フィルタ挿入第３駆動を行うと良い。このときには、センサ部３１の姿勢検出部により検出された姿勢が図２１に示すような横位置である場合には、第１フィルタ１２Ａを図１８に示す挿入位置に駆動するとともに、第２フィルタ１２Ｂを図１７に示す退避位置に駆動する。また、姿勢検出部により検出された姿勢が図２２に示すような縦位置である場合には、第１フィルタ１２Ａを図１６に示す退避位置に駆動するとともに、第２フィルタ１２Ｂを図１８を９０°回転させたに相当する挿入位置に駆動する。

さらに、取得した３Ｄ画像は、Ｒ成分画像とＢ成分画像だけでなく、さらにＢ成分画像も含めて記録媒体２９へ保存しておけば、撮像装置内における後の時点の処理により、あるいは外部のパーソナルコンピュータ等における画像処理により、３Ｄ画像とカラー化処理を行った観察用画像との何れか一方、もしくは両方を、所望に得ることができる利点がある。

なお、電源スイッチにより撮像装置の電源をオフにする前（ひいては、撮像装置の電源がオフとなっている期間、および電源スイッチにより撮像装置の電源をオンにした直後）は、外部からの衝撃等により撮像光学系９と帯域制限フィルタ１２とが接触したりするのを防止するために、帯域制限フィルタ１２は撮像光学系９の光路上から退避していることが望ましい。また、撮像モードを一のモードから他のモードに変更する際などには、モード変更後の撮影準備時間を短縮するためにも、帯域制限フィルタ１２が撮像光学系９の光路上から退避していることが望ましい。このような観点から、図２４に示した静止画モードではモード終了前のステップＳ１８において、図２９に示した動画モードではモード終了前のステップＳ７２において、図３０に示した３Ｄモードではモード終了前のステップＳ９２において、帯域制限フィルタ１２の退避をそれぞれ行い、第１の状態を取らせるようにしている。

また、上述では撮像装置が標準姿勢（いわゆる横位置）であるときと縦位置であるときとの両方に対応可能なように第１フィルタ１２Ａと第２フィルタ１２Ｂとの両方を設けた例を説明したが、コストや撮像装置の仕様（目的）等に応じて、第１フィルタ１２Ａまたは第２フィルタ１２Ｂの一方のみを設ける構成としても構わない。

このような実施形態２によれば、上述した実施形態１とほぼ同様の効果を奏するとともに、水平方向の視差に対応する第１フィルタ１２Ａと、垂直方向の視差に対応する第２フィルタ１２Ｂとを設けたために、撮像装置が横位置と縦位置の何れの姿勢をとる場合にも対応することができる。このとき、第１フィルタ１２Ａと第２フィルタ１２Ｂとを同時に挿入することにより、斜め方向のエッジを精度良く検出することも可能となる。

さらに、ＲＧフィルタ１２ＡｒとＧＢフィルタ１２Ａｂ、あるいはＲＧフィルタ１２ＢｒとＧＢフィルタ１２Ｂｂが分離して挿入位置と退避位置とをとるとともに、挿入位置においては種々の挿入態様をとることができるように構成したために、通常の測距精度で足りる場合、高い測距精度が必要な場合、明るく色にじみの小さい被写体像が必要な場合、などの各ケースに柔軟に対応することが可能となる。

こうして、測距情報の利用目的に応じた、測距情報の取得が可能な画像を、撮像素子から得ることが可能となる。
［実施形態３］

図３１から図３７は本発明の実施形態３を示したものであり、図３１は撮像装置の構成を示すブロック図である。この実施形態３において、上述の実施形態１，２と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

上述した実施形態１、２は、帯域制限フィルタ１２を通常のカラーフィルタにより構成し機構的に挿脱するようにしていたが、本実施形態３は、帯域制限フィルタ１２を色選択透過素子１８により構成し、従って機構的な挿脱が不要となっている。

すなわち、本実施形態の色選択透過素子１８は、図３１に示すように、撮像光学系９を経て撮像素子２２に至る撮影光束の光路上（望ましくは、撮像光学系９の絞り１１の位置またはその近傍）に配設されている。ここに、色選択透過素子１８は、色（波長）に対応して偏光透過軸を回転可能な部材と、例えばＬＣＤのような偏光透過軸の回転する／しないを選択制御可能な部材と、を複数組み合わせることにより実現された、色分布を変更可能な素子である。この色選択透過素子１８は、具体例としては、西暦２０００年４月にＳＩＤ２０００において「SID ’00 Digest, Vol. 31, p. 92」として開示されたようなカラーリンク社のカラースイッチが挙げられる。

色選択透過素子１８は、Ｃ／Ｗ、Ｍ／Ｗ、Ｙ／Ｗの３種類のユニットを組み合わせて構成したものとなっている。ここに、Ｃ／Ｗユニットは、Ｃ（ＧおよびＢ）とＷ（白色）とを選択的に切換可能なユニットである。また、Ｍ／Ｗユニットは、Ｍ（ＲおよびＢ）とＷ（白色）とを選択的に切換可能なユニットである。さらに、Ｙ／Ｗユニットは、Ｙ（ＧおよびＲ）とＷ（白色）とを選択的に切換可能なユニットである。

そして、３種類のユニットを全て積層方向に組み合せて色選択透過素子１８を構成した場合には、駆動状態の切換を行うことにより、黒、Ｗ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙなどの各色のフィルタを実現することが可能である。ただし、帯域制限フィルタ１２の機能を実現するに当たっては、３種類のユニットの全てを積層方向に組み合せて色選択透過素子１８を構成する必要がない場合もあるために、以下では適宜、必要な組み合わせを例に挙げて説明する。

色選択透過素子１８の３種類のユニットの切換状態の組合せは、図３１に示すように、システムコントローラ３０の開口制御部４１の指令に基づき、レンズ制御部１４の制御により、フィルタ制御部である色選択駆動部１７が３種類それぞれのユニットに印加する所定の電圧の有無を切り換えることにより行うようになっている。

次に、上述した実施形態１の図３に示したような構成の、光路上に挿脱可能な帯域制限フィルタ１２と同様の機能を実現するための色選択透過素子１８としては、例えば図３２に示す構成が挙げられる。ここに図３２は、帯域制限フィルタ１２を色選択透過素子１８により構成した一例を示す図である。

図３２に示す色選択透過素子１８は、撮像光学系９の光学的有効範囲１１ａを全てカバーする大きさとなっており、撮像装置を標準姿勢（横位置）にして撮像素子２２から見たときに、左半分が第１色選択透過素子１８Ｌ、右半分が第２色選択透過素子１８Ｒとして構成されている。ここに、第１色選択透過素子１８Ｌは、例えばＹ／Ｗユニットにより構成され、Ｇ成分およびＲ成分を通過させＢ成分を遮断する状態１８ｒ（図３４等参照）と、ＲＧＢ全成分（Ｗ）を通過させる状態１８ｗ（図３３等参照）と、を選択的に取り得るようになっている。また、第２色選択透過素子１８Ｒは、例えばＣ／Ｗユニットにより構成され、Ｇ成分およびＢ成分を通過させＲ成分を遮断する状態１８ｂ（図３４等参照）と、ＲＧＢ全成分（Ｗ）を通過させる状態１８ｗと、を選択的に取り得るようになっている。これら第１色選択透過素子１８Ｌと第２色選択透過素子１８Ｒとは、色選択駆動部１７により各独立に駆動されるようになっている。

そして、第１色選択透過素子１８Ｌおよび第２色選択透過素子１８Ｒの両方に状態１８ｗを取らせれば、帯域制限を行うことなく光を通過させる第１の状態となる。従って、このときには、実施形態１の図３に示したような構成の帯域制限フィルタ１２を光路上から退避させたときと同様の作用、効果を奏することができる。

また、第１色選択透過素子１８Ｌに状態１８ｒ、第２色選択透過素子１８Ｒに状態１８ｂを取らせれば、撮像光学系９の瞳領域の一部を通過する撮影光束中の第１の帯域の光を遮光する第１の帯域制限を行うとともに瞳領域の他の一部を通過する撮影光束中の第２の帯域の光を遮光する第２の帯域制限を行う第２の状態となる。従って、このときには、実施形態１の図３に示したような構成の帯域制限フィルタ１２を光路上に挿入したときと同様の作用、効果を奏することができる。

なお、色選択透過素子１８の分光透過特性が、撮像素子２２にオンチップで構成されている素子フィルタの分光透過特性と、同一または可能な限り近似していることが望ましいのは、上述した各実施形態と同様である。

次に、図３３〜図３７を参照して、帯域制限フィルタ１２を色選択透過素子１８により構成した他の例を説明する。

この例の色選択透過素子１８は、それぞれが色選択透過素子でなる複数のセグメント１８ｐを、例えば垂直方向および水平方向に２次元状に配列した、いわゆるマルチセグメントとして構成されたものとなっている。ここに、図３３〜図３７に示す例においては、セグメント１８ｐは１４×１４セグメントとなるように配列されている。また、色選択透過素子１８が撮像光学系９の光学的有効範囲１１ａを全てカバーする大きさとなっているのは、上述と同様である。

セグメント１８ｐは、上述したＣ／Ｗ、Ｍ／Ｗ、Ｙ／Ｗの３種類のユニットを全て積層方向に組み合せた構成となっている。そして、各セグメント１８ｐは、システムコントローラ３０の開口制御部４１からの指令に基づき、色選択駆動部１７によりそれぞれ独立に制御されるようになっている。

まず、図３３は、ＲＧＢ透過状態としたときの他の例の色選択透過素子１８の様子を示す図である。

このときには、色選択透過素子１８の全てのセグメント１８ｐが、ＲＧＢ全成分（Ｗ）を通過させる状態１８ｗに駆動される。

このときには、色選択透過素子１８は、帯域制限を行うことなく光を通過させる第１の状態となり、上述した実施形態１，２において帯域制限フィルタ１２を光路上から退避させたときと同様の作用、効果を奏することができる。

次に、図３４は、左半分をＧＲ透過状態、右半分をＧＢ透過状態としたときの他の例の色選択透過素子１８の様子を示す図である。

このときには、色選択透過素子１８の左半分のセグメント１８ｐが上記状態１８ｒに駆動され、右半分のセグメント１８ｐが上記状態１８ｂに駆動される。これにより、上述した実施形態１，２において帯域制限フィルタ１２を図３または図１４に示す状態にしたときと同様の作用、効果を奏することができる。

なお、撮像光学系９の光学的有効範囲１１ａ外となる周辺部の上下辺付近に位置する幾つかのセグメント１８ｐは、ＲＧＢ全成分を遮断する黒の状態１８ｋに駆動されている（図３５、図３６、図３７においても同様）。これは、撮像素子２２が一般に横長のアスペクト比であるために、色選択透過素子１８に到達する光の内の、上下辺縁を通過しようとする光の一部が不要光となってしまい、この不要光を遮光するためである。

続いて、図３５は、左約１／３をＧＲ透過状態、中約１／３をＧ透過状態、右約１／３をＧＢ透過状態としたときの他の例の色選択透過素子１８の様子を示す図である。

このときには、色選択透過素子１８の左約１／３（正確には４列）のセグメント１８ｐが上記状態１８ｒに駆動され、中約１／３（正確には５列）がＧ成分を通過させＲ成分およびＢ成分を遮断する状態１８ｇに駆動され、右約１／３（正確には４列）のセグメント１８ｐが上記状態１８ｂに駆動される。これにより、上述した実施形態１，２において帯域制限フィルタ１２を図８または図１９に示す状態にしたときと同様の作用、効果を奏することができる。

さらに、図３６は、左約１／３をＧＲ透過状態、中約１／３をＲＧＢ透過状態、右約１／３をＧＢ透過状態としたときの他の例の色選択透過素子１８の様子を示す図である。

このときには、色選択透過素子１８の左約１／３（正確には４列）のセグメント１８ｐが、Ｇ成分およびＲ成分を通過させＢ成分を遮断する状態１８ｒに駆動され、中約１／３（正確には５列）が上記状態１８ｗに駆動され、右約１／３（正確には４列）のセグメント１８ｐが上記状態１８ｂに駆動される。これにより、上述した実施形態１，２において帯域制限フィルタ１２を図９または図１８に示す状態にしたときと同様の作用、効果を奏することができる。

一方、図３７は、上半分をＧＲ透過状態、下半分をＧＢ透過状態としたときの他の例の色選択透過素子１８の様子を示す図である。

このときには、色選択透過素子１８の上半分のセグメント１８ｐが上記状態１８ｒに駆動され、下半分のセグメント１８ｐが上記状態１８ｂに駆動される。これにより、上述した実施形態２において帯域制限フィルタ１２を図１５に示す状態にしたときと同様の作用、効果を奏することができる。この図３７に示す状態は、図３０を参照して説明したように、例えば３Ｄモードでの撮像を行う際に撮像装置が図２２に示すように縦位置の姿勢を取っているときになされる。

なお、図示はしないが、状態１８ｒをとるセグメント１８ｐと、状態１８ｂをとるセグメント１８ｐと、が斜め方向に区分されるように駆動すれば、撮像装置が横位置と縦位置の中間の斜め方向の姿勢を取る場合にも対応することができる。

色選択透過素子１８をマルチセグメントとして構成する場合には、その他、図１０や図２０と同様の状態をとることもできるし、さらに多様な状態をとることが可能である。

そして、本実施形態の構成においても、上述した実施形態２のフローチャートに示したような処理を行うことができる。

このような実施形態３によれば、帯域制限フィルタ１２として色選択透過素子１８を用いることによっても、上述した実施形態１，２とほぼ同様の効果を奏することができるとともに、例えば撮像装置が斜め方向の姿勢であるときなどのさらに多様な場合に対応することが可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

１…レンズユニット
２…ボディユニット
９…撮像光学系
１０…レンズ（フォーカスレンズを含む）
１０Ｌ１…第１レンズ
１０Ｌ２…第２レンズ
１１…絞り
１１ａ…光学的有効範囲
１２，１２’…帯域制限フィルタ
１２Ａ…第１フィルタ
１２Ｂ…第２フィルタ
１２ｂ，１２Ａｂ，１２Ｂｂ…ＧＢフィルタ
１２ｒ，１２Ａｒ，１２Ｂｒ…ＲＧフィルタ
１２ｇ，１２ｇ１，１２ｇ２…Ｇフィルタ
１２ｗ…Ｗフィルタ
１３，１３’…フィルタ駆動部（フィルタ制御部）
１４…レンズ制御部
１５…レンズ側通信コネクタ
１６…装着検出部
１７…色選択駆動部（フィルタ制御部）
１８…色選択透過素子
１８Ｌ…第１色選択透過素子
１８Ｒ…第２色選択透過素子
１８ｐ…セグメント
２１…シャッタ
２２…撮像素子
２３…撮像回路
２４…撮像駆動部
２５…画像処理部
２６…画像メモリ
２７…表示部
２８…インターフェース（ＩＦ）
２９…記録媒体
３０…システムコントローラ（モード設定部、ＡＦ制御部）
３１…センサ部（姿勢検出部を含む）
３２…操作部（電源スイッチを含む）
３２ａ…レリーズボタン
３３…ストロボ制御回路
３４…ストロボ
３５…ボディ側通信コネクタ
３６…色間補正部
３７…色画像生成部
３８…コントラストＡＦ制御部
３９…距離演算部
４１…開口制御部

Claims (14)

1. 複数の波長帯光をそれぞれ受光して光電変換するカラーの撮像素子と、
   被写体像を前記撮像素子に結像する撮像光学系と、
   前記撮像光学系を経て前記撮像素子に至る撮影光束の光路上に配設される状態を取り得るものであり、帯域制限を行うことなく光を通過させる第１の状態と、前記光路上に配設された状態において前記撮像光学系の瞳領域の一部である第１の領域を通過する撮影光束中の第１の帯域の光を遮光する第１の帯域制限を行う第２の状態と、を切り換え可能な帯域制限フィルタと、
   を具備したことを特徴とする撮像装置。
2. 前記帯域制限フィルタは、前記第２の状態において、さらに、前記撮像光学系の瞳領域の他の一部である第２の領域を通過する撮影光束中の第２の帯域の光を遮光する第２の帯域制限を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮影光束は、前記第１の帯域および前記第２の帯域とは異なる第３の帯域を含むことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記帯域制限フィルタは、前記第２の状態において、前記撮像光学系の瞳領域が、前記第１の領域と前記第２の領域とに２分される状態２Ａを取り得ることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記帯域制限フィルタは、前記第２の状態において、前記撮像光学系の瞳領域が、前記第１の領域と前記第２の領域との間に帯域制限を受けない撮影光束が通過する領域が挟まれる状態２Ｂをさらに択一的に取り得ることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記帯域制限フィルタは、前記第２の状態において、前記撮像光学系の瞳領域が、前記第１の領域と前記第２の領域との間に前記第１の帯域制限および前記第２の帯域制限の両方を受ける撮影光束が通過する領域が挟まれる状態２Ｃをさらに択一的に取り得ることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記帯域制限フィルタは、前記第２の状態において、前記第１の領域と前記第２の領域とが、当該撮像装置が標準姿勢であるときの上下方向位置および左右方向位置を異ならせて配置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。
8. ＡＦ優先モードを含む撮像モードを設定するためのモード設定部をさらに具備し、
   前記帯域制限フィルタは、前記ＡＦ優先モードが設定されているときには、前記状態２Ｃを取ることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
9. 通常画像撮像モードと立体視画像撮像モードとを含む撮像モードを設定するためのモード設定部をさらに具備し、
   前記帯域制限フィルタは、前記立体視画像撮像モードが設定されているときの撮影時には前記第２の状態を取り、前記通常画像撮像モードが設定されているときの撮影時には前記第１の状態を取ることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の撮像装置。
10. 前記第１の帯域と前記第２の帯域との内の、一方の帯域は青（Ｂ）の帯域、他方の帯域は赤（Ｒ）の帯域であり、
    撮像装置の姿勢を検出する姿勢検出部と、
    前記姿勢検出部により検出された姿勢に応じて、前記撮像光学系の瞳領域における前記一方の帯域制限を行う領域が撮像素子から被写体に向けて左側となり、かつ前記他方の帯域制限を行う領域が撮像素子から被写体に向けて右側となるように前記帯域制限フィルタを制御するフィルタ制御部と、
    をさらに具備したことを特徴とする請求項３から請求項７の何れか一項に記載の撮像装置。
11. 前記帯域制限フィルタは、前記撮像光学系の先端部に着脱可能に装着されるものであり、該先端部から取り外されているときに前記第１の状態を取り、該先端部に装着されているときに前記第２の状態を取ることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
12. 前記撮像素子から得られた、前記第１の帯域制限を受けた波長帯光による画像と、該第１の帯域制限を受けていない波長帯光による画像と、の位相差に基づき被写体までの距離を演算する距離演算部をさらに具備し、
    前記帯域制限フィルタは、位相差に基づく距離演算を行うときには前記第２の状態を取り、位相差に基づく距離演算を行わないときには前記第１の状態を取ることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
13. 前記撮像光学系は焦点調節用のフォーカスレンズを含み、
    前記撮像素子から得られた画像に基づき前記フォーカスレンズを駆動してコントラストＡＦを行うコントラストＡＦ制御部と、
    前記距離演算部と前記コントラストＡＦ制御部とを制御するＡＦ制御部と、
    をさらに具備し、
    前記ＡＦ制御部は、前記距離演算部により距離演算を行わせて被写体が現在のフォーカス位置よりも遠距離側と近距離側の何れにあるかを取得し、取得した側へ前記フォーカスレンズを駆動して前記コントラストＡＦを行わせるように前記コントラストＡＦ制御部を制御することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
14. 当該撮像装置の電源をオン／オフに操作するための電源スイッチをさらに具備し、
    前記帯域制限フィルタは、前記電源スイッチがオフに操作されたときには前記第１の状態を取ることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

Images