JP2005244423A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影時間の短縮化が図られるとともに、Ｓ／Ｎ比の劣化が抑えられて高品質な画像が得られる撮影装置を提供する。
【解決手段】 撮影光学系を経由してきた被写体光をＣＣＤ１２６で捉えることにより画像信号を生成する撮影を行なうデジタルカメラ１００において、ＣＣＤ１２６上の各位置に応じてゲインを調整することによりシェーディング補正を行なうシェーディング補正部１４３と、今回の撮影シーンが、その撮影シーン中に所定面積以上に広がるとともに所定以上の輝度を有する一様領域が存在するシーンを補正対象シーンであると判定するシーン判定部１４４と、シーン判定部１４４により補正対象シーンであると判定された場合にシェーディング補正部１４３に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせるシェーディング補正制御部１４５とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、撮影光学系を経由してきた被写体光を撮像素子で捉えることにより画像信号を生成する撮影を行なう撮影装置に関する。

撮影装置の一つであるデジタルカメラには、撮影素子として、電荷結合素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）が広く用いられている。このＣＣＤには、入射された被写体光を電気信号である画像信号に変換するフォトダイオード等の光電変換素子が多数個備えられている。また、多くのＣＣＤには、これら多数個の光電変換素子それぞれへの入射光量を増大させるために、それら多数個の光電変換素子に対応して配置された多数個のマイクロレンズが備えられている。このようなＣＣＤにおいて、マイクロレンズに入射される光の角度が大きいほど光電変換素子の中心から離れた部分に光が集光するというように、マイクロレンズに入射される光の角度により光電変換素子への集光率は異なる。また、被写体光が撮影レンズ等からなる撮影光学系を通過するにあたり、その撮影光学系の中心軸近傍を通過する被写体光に比べて周辺部を通過する被写体光が暗くなってしまうという現象も生じる。従って、例えば赤一色といった均一な被写体光を撮影光学系を介してＣＣＤで受光した時、被写体光が均一であったにも関わらず各光電変換素子からの各画像信号の間にばらつきが発生し、撮影して得られた表示画面上の画像には、その画面の位置により色味が異なるというシェーディング現象が発生する。

また、ＣＣＤ上には、Ｒ（赤）,Ｇ（緑）,Ｂ（青）の各色の信号を得るためのカラーフィルタが配置されている。ここで、被写体光中の赤外線は、このカラーフィルタを通過してしまうため、一般に、ＣＣＤの前面には赤外線をカットする赤外カットフィルタ（ＩＲフィルタ）が配置されている。しかし、赤外カットフィルタの製造ばらつきにより、カットオフ周波数のずれや特定の周波数における透過率のずれに起因して、やはり撮影して得られた表示画面上の画像にはシェーディング現象が発生する。

ここで、ＣＣＤを構成するマイクロレンズに入射する光の角度は、カメラレンズの絞りによって変化する。そこで、カメラレンズの絞り値に対応したＣＣＤの感度値を補正データとして記憶しておき、撮影にあたり、ＣＣＤから出力される画像信号を増幅するための増幅器のゲインを上記補正データで調整してＣＣＤの感度を補正することによりシェーディングを補正する技術が提案されている（特許文献１参照）。
特開平６−１７８１９８号公報

上述した特許文献１に提案された技術では、画像が表示される画面上の全画素や各領域毎に、カメラレンズの絞り値に対応した感度補正用のデータで増幅器のゲインを調整することによりシェーディング補正が行なわれる。このため、シェーディング補正を行なうための処理時間（演算時間）は長く、従って撮影時間が長いという問題がある。また、画面上の全画素や各領域毎にシェーディング補正を施すため、画像信号の、必要とする強さと不必要な雑音の強さの比であるＳ／Ｎ比が劣化するという問題もある。さらに、画面上の各領域毎に増幅器のゲインを調整して補正を行なうにあたり、画面の場所によりＳ／Ｎ比が異なるため、高品質の画像を得ることは困難であるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、撮影時間の短縮化が図られるとともに、Ｓ／Ｎ比の劣化が抑えられて高品質な画像が得られる撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の撮影装置のうちの第１の撮影装置は、撮影光学系を経由してきた被写体光を撮像素子で捉えることにより画像信号を生成する撮影を行なう撮影装置において、
上記撮像素子上の各位置に応じてゲインを調整することによりシェーディング補正を行なうシェーディング補正部と、
今回の撮影シーンが、その撮影シーン中に所定面積以上に広がる一様領域が含まれる補正対象シーンであるか否かを判定するシーン判定部と、
上記シーン判定部により補正対象シーンであると判定された場合に上記シェーディング補正部に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせるシェーディング補正制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明の第１の撮影装置は、今回の撮影シーン中に所定面積以上に広がる一様領域（例えば、空や白壁等）が含まれる場合、即ち、撮像素子の感度むらに起因して発生するシェーディングが目立つ場合は、補正対象シーンであると判定してシェーディング補正を行なう。一方、今回の撮影シーン中に所定面積以上に広がる一様領域が含まれない場合（例えば、複雑な模様や絵柄等の多様な領域の場合）は、撮像素子の感度むらに起因して発生するシェーディングは目立たないため、補正対象シーンでないと判定してシェーディング補正を行なわないようにする。このようにすることにより、シェーディング補正を行なうための処理時間が短くて済み、撮影時間の短縮化が図られるとともに、Ｓ／Ｎ比の劣化が抑えられて高品質な画像を得ることができる。

ここで、上記本発明の第１の撮影装置における上記シーン判定部は、上記補正対象シーンであることの判定に代わり、今回の撮影シーンが、その撮影シーン中に所定面積以上に広がるとともに所定以上の輝度を有する一様領域が存在するシーンを補正対象シーンであると判定するものであることが好ましい。

このようにすると、シェーディングがあまり目立たない領域、即ち輝度が低い一様領域（例えば夜空等）についてはシェーディング補正が行なわれないため、撮影時間のさらなる短縮化を図ることができる。

また、上記目的を達成する本発明の撮影装置のうちの第２の撮影装置は、撮影光学系を経由してきた被写体光を撮像素子で捉えることにより画像信号を生成する撮影を行なう撮影装置において、
上記撮像素子上の各位置に応じてゲインを調整することによりシェーディング補正を行なうシェーディング補正部と、
今回の撮影シーンが所定の輝度以上の被写体輝度下で撮影された補正対象シーンであるか否かを判定するシーン判定部と、
上記シーン判定部により補正対象シーンであると判定された場合に上記シェーディング補正部に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせるシェーディング補正制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明の第２の撮影装置は、今回の撮影シーンが所定の輝度以上の被写体輝度下で撮影された補正対象シーン（例えば、太陽光での撮影シーン）の場合、即ち、撮像素子の感度むらに起因して発生するシェーディングが目立つ場合は、補正対象シーンであると判定してシェーディング補正を行なう。一方、今回の撮影シーンが所定の輝度未満の被写体輝度下で撮影されたシーン（例えば、夜景シーン）の場合、即ち、撮像素子の感度むらに起因して発生するシェーディングが目立たない場合は、補正対象シーンでないと判定してシェーディング補正を行なわないようにする。このようにすることにより、シェーディング補正を行なうための処理時間が短くて済み、撮影時間の短縮化が図られるとともに、Ｓ／Ｎ比の劣化が抑えられて高品質な画像を得ることができる。

ここで、上記本発明の第２の撮影装置が、撮影に同期して被写体に向けて閃光を発光する閃光発光部を備え、
上記シェーディング補正制御部は、上記シーン判定部により補正対象シーンであると判定されても、上記閃光発光部を用いた撮影により得られた画像信号については、上記シェーディング補正部でのシェーディング補正を行なわさせないものであることが好ましい。

閃光発光部を用いた撮影は比較的暗い場所、即ち、所定の輝度未満の被写体輝度下で行なわれる場合が多い。そこで、閃光発光部を用いた撮影により得られた画像信号については、シェーディング補正を行なわさせないようにすると、撮影時間のさらなる短縮化が図られる。

さらに、上記目的を達成する本発明の撮影装置のうちの第３の撮影装置は、撮影光学系を経由してきた被写体光を撮像素子で捉えることにより画像信号を生成する撮影を行なう撮影装置において、
上記撮像素子前面に配置された、被写体光中の赤外線をカットする赤外カットフィルタと、
上記撮像素子上の各位置に応じてゲインを調整することによりシェーディング補正を行なうシェーディング補正部と、
今回の撮影シーンが、上記赤外カットフィルタの分光ずれに起因してシェーディング補正を行なう必要のある光源下で撮影された補正対象シーンであるか否かを判定するシーン判定部と、
上記シーン判定部により補正対象シーンであると判定された場合に上記シェーディング補正部に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせるシェーディング補正制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明の第３の撮影装置は、今回の撮影シーンが、赤外カットフィルタの分光ずれに起因してシェーディング補正を行なう必要のある光源（例えば、太陽光）下で撮影されたシーンの場合は、その赤外カットフィルタの製造ばらつきによりカットオフ周波数のずれや特定の周波数における透過率のずれに起因してシェーディングが目立つため、補正対象シーンであると判定してシェーディング補正を行なう。一方、今回の撮影シーンが、赤外カットフィルタの分光ずれに起因してシェーディング補正を行なう必要のない光源（例えば、蛍光灯）下で撮影されたシーンの場合は、特定の周波数成分しかなく、カットオフ周波数のずれや特定の周波数における透過率のずれによる影響は小さく、シェーディングは目立たないため、補正対象シーンでないと判定してシェーディング補正を行なわないようにする。このようにすることにより、シェーディング補正を行なうための処理時間が短くて済み、撮影時間の短縮化が図られるとともに、Ｓ／Ｎ比の劣化が抑えられて高品質な画像を得ることができる。

ここで、上記目的を達成する本発明の第３の撮影装置が、撮影に同期して被写体に向けて閃光を発光する閃光発光部を備え、
上記シェーディング補正制御部は、上記シーン判定部により補正対象シーンであると判定されても、上記閃光発光部を用いた撮影により得られた画像信号については、上記シェーディング補正部でのシェーディング補正を行なわさせないものであることが好ましい。

閃光発光部を用いた撮影は比較的暗い場所、即ち、上記シェーディング補正を行なう必要のある光源（例えば、太陽光）下以外の光源下で行なわれる場合が多い。そこで、閃光発光部を用いた撮影により得られた画像信号については、シェーディング補正を行なわさせないようにすると、撮影時間のさらなる短縮化を図ることができる。

本発明の撮影装置によれば、撮影時間の短縮化が図られるとともに、Ｓ／Ｎ比の劣化が抑えられて高品質な画像が得られる撮影装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラの外観図である。図１（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図である。

図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すデジタルカメラ１００は、撮影光学系を構成するズームレンズ１０１を経由してきた被写体光を撮像素子で捉えることにより画像信号を生成する撮影を行なう撮像装置である。

このデジタルカメラ１００で自在に撮影を行なわせるため、図１（ｄ）に示すように本実施形態のデジタルカメラ１００の背面にはこのデジタルカメラ１００を作動させるための電源投入用のパワースイッチ１０２、撮影モードと再生モードとを切替自在にする撮影モード・再生モード切替レバー１０３、モードダイヤル１０７、ポップアップスイッチ１０９ａなどが設けられている。それらスイッチ類の中のモードダイヤル１０７の中には、手動撮影モード（Ｍ）用のスイッチ１０７１（図２参照）、静止画撮影モード用のスイッチ１０７２、自動撮影モード（ＡＵＴＯ）用のスイッチ１０７３、シーンポジションモード（ＳＰ）用のスイッチ１０７４、動画撮影モード用のスイッチ１０７５などがあり、撮影・再生モード切替レバー１０３により撮影側スイッチ１０３ａが選択され、さらにモードダイヤル１０７によっていずれかのモードが設定され、このデジタルカメラ１００の上方にあるレリーズ釦１０８が操作されると撮影の開始指示がカメラ内部へと伝えられ、それらのモードに応じた撮影処理がデジタルカメラ１００内部で行なわれる。モードダイヤル１０７によって自動撮影モード（ＡＵＴＯ）が選択されると、自動的に調整された撮影条件下で撮影が行なわれ、手動撮影モード（Ｍ）が選択されると、撮影条件のうちの少なくとも１つを手動設定し手動設定された撮影条件下で撮影が行なわれる。また、静止画撮影モードが選択されると、静止画像撮影に適した撮影条件下で、また動画撮影モードが選択されると、動画像撮影に適した撮影条件下で、さらにシーンポジションモード（ＳＰ）が選択されると、撮影シーンに応じた撮影条件下で撮影が行なわれる。

また、夜間撮影を行なうときにはポップアップスイッチ１０９ａを操作すれば閃光発光部１０９がポップアップされ、撮影に同期して被写体に向けて閃光が発光される。尚、この閃光発光部１０９がポップアップされなければフラッシュオフになる。

また、撮影・再生切替レバー１０３が撮影側に切り替えられたときにスルー画像を表示するとともに、各スイッチの操作状況などを撮影者に示すための画像表示装置（ＬＣＤ）１０６が設けられている。この画像表示装置１０６をファインダとして使用しフレーミングを行なうことも、図１（ａ）に示すように直視型のファインダ１００１を使用してフレーミングを行なうこともできる。

その画像表示装置１０６の右斜め上方には操作キーとして十字キー１０４が設けられており、画像表示装置１０６上にメニュー画面などが表示された場合には、その十字キー１０４のＵＰキー１０４ａ、ＤＯＷＮキー１０４ｂ、右キー１０４ｃ、左キー１０４ｄの４つのキーを操作することによってメニューの選択を行なうことができる。また、その十字キー１０４の左横には、そのメニューを画像表示装置１０６上に表示させるためのメニュー釦１０５ａと、そのメニュー釦１０５ａの操作によりメニューが表示され、十字キー１０４のいずれかのキーにより画像表示装置１０６に表示されたメニュー画面の中の多数の選択項目のうちいずれかの項目が選択されたときに、その選択をキャンセルするために操作されるバック釦１０５ｂが備えられている。このメニュー釦１０５ａとバック釦１０５ｂとは、画像が表示されたときにはＴＥＬＥ／ＷＩＤＥ用のズームスイッチとして働く。

また、撮影・再生切替レバー１０３が再生モード側スイッチ１０３ｂに切り替えられると、記録メディアに記録されている画像データのいずれかが読み出されてその画像データに基づく画像が画像表示装置１０６に表示される。

さらに、図１（ｃ）に示すように、デジタルカメラ１００の側面には、このデジタルカメラ１００により撮影された被写体の画像データをテレビやプロジェクタ等に出力するためのケーブルが接続される映像出力端子１１１と、このデジタルカメラ１００により撮影された被写体の画像データをＵＳＢコネクタが備えられたパーソナルコンピュータ等に送信するためのＵＳＢケーブルが接続されるＵＳＢコネクタ１１２と、ＡＣアダプタからの直流電圧が入力される直流電圧入力端子１１３とが備えられている。

図２は、図１に示すデジタルカメラの内部構成を示す図である。

このデジタルカメラ１００には、撮影光学系を構成するズームレンズ１０１，アイリス１２１，フォーカスレンズ１２２と、それらズームレンズ１０１，アイリス１２１，フォーカスレンズ１２２を駆動することによりズーミング，フォーカシング，露光量調整を行なうためのモータドライバ１２３，１２４，１２５が備えられている。

また、デジタルカメラ１００には、ＣＣＤ１２６と、タイミングジェネレータ１２７と、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）１２８と、ＣＤＳＡＭＰ１２９とが備えられている。

ＣＣＤ１２６は、本発明にいう撮像素子の一例に相当し、ズームレンズ１０１，アイリス１２１，フォーカスレンズ１２２を経由してきた被写体光を捉える固体撮像素子である。このＣＣＤ１２６には、入射された被写体光を電気信号である画像信号に変換するフォトダイオード等の光電変換素子が多数個備えられており、さらに、これら多数個の光電変換素子それぞれへの入射光量を増大させるために、それら多数個の光電変換素子に対応して配置された多数個のマイクロレンズも備えられている。

タイミングジェネレータ１２７は、ＭＰＵ１２８からの指示により所定のタイミングでＣＣＤ１２６を駆動する。これにより、ＣＣＤ１２６に入射されている被写体光が所定のフレームレートで光電変換され、そのＣＣＤ１２６からアナログ画像信号として出力される。

ＭＰＵ１２８は、このデジタルカメラ１００全体の制御を行なう。具体的には、ＭＰＵ１２８にはＲＯＭ１２８ａが内蔵されており、その内蔵されたＲＯＭ１２８ａのプログラムの手順にしたがってデジタルカメラ１００全体の動作が制御される。

さらに、デジタルカメラ１００には、ＣＣＤ１２６から出力されたアナログ画像信号の雑音を低減する処理等を行なうＣＤＳＡＭＰ１２９と、その処理等が施されたアナログ画像信号をデジタル画像信号にアナログ／デジタル変換するＡ／Ｄ変換部１３０と、Ａ／Ｄ変換部１３０でデジタル画像信号に変換されたＲＧＢからなる画像データをデータバスを介して、メモリであるＳＤＲＡＭ１３８に転送する画像入力コントローラ１３１とが備えられている。

また、デジタルカメラ１００には、ＳＤＲＡＭ１３８の画像データを読み出させ、ＹＣ信号への変換を行なう画像処理プロセスを実行する画像信号処理部１３２と、画像処理プロセスが終了した時点でＪＰＥＧプロセスを実行して画像データの圧縮を行なう圧縮処理部１３３と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＰＳ信号を受信して得られたＧＰＳ位置（現在位置）データを撮影データに変換するＧＰＳ位置変換部１３４と、これら画像データや撮影データをビデオ信号に変換して前述した画像表示装置１０６に導くためのＶｉｄｅｏ／ＬＣＤエンコーダ１３５とが備えられている。

さらに、デジタルカメラ１００には、画像のピント情報を検出するＡＦ検出部１３６と、画像の輝度情報と白色バランス情報を検出するＡＥ＆ＡＷＢ検出部１３７と、作業領域用のメモリとしても使用されるＳＤＲＡＭ１３８と、Ａ領域,Ｂ領域を有する表示用のバッファとしてのＶＲＡＭ１３９と、画像データを記録メディア１４１に記憶するための制御を行なうメディアコントローラ１４０と、このデジタルカメラ１００と外部のパーソナルコンピュータ等との間で画像データのやり取りを行なうＵＳＢＩ／Ｆ部１４２とが備えられている。

また、デジタルカメラ１００には、本実施形態の特徴である、シェーディング補正部１４３、シーン判定部１４４、およびシェーディング補正制御部１４５が備えられている。

シェーディング補正部１４３は、ＣＣＤ１２６上の各位置に応じてゲインを調整することによりシェーディング補正を行なう。

シーン判定部１４４は、今回の撮影シーンが、その撮影シーン中に所定面積以上に広がるとともに所定以上の輝度を有する一様領域が存在するシーンを補正対象シーンであると判定する。

シェーディング補正制御部１４５は、シーン判定部１４４により補正対象シーンであると判定された場合にシェーディング補正部１４３に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせる。尚、これらシェーディング補正部１４３,シーン判定部１４４,シェーディング補正制御部１４５の詳細な動作については後述する。

次に、このデジタルカメラ１００の概略動作について説明する。このデジタルカメラ１００の動作は統括的にＭＰＵ１２８により制御される。このＭＰＵ１２８内にはＲＯＭ１２８ａが内蔵されており、その内蔵されたＲＯＭ１２８ａ内にプログラムが格納されている。このプログラムの手順にしたがってデジタルカメラ１００全体の動作がＭＰＵ１２８により制御される。また、ＳＤＲＡＭ１３８にはＲＯＭ１２８ａに記述されているプログラムの手順にしたがってＭＰＵ１２８がこのデジタルカメラ１００全体を制御しているときに、処理中の画像データが一時的に格納されたりする。

また、表示用のバッファとしてのＶＲＡＭ１３９にはスルー画像を表わす画像データがＡ領域、Ｂ領域に順次記憶され、それらの領域にある画像データが交互にＶｉｄｅｏ／ＬＣＤエンコーダ１３５に供給され画像データに基づく画像が順次切り換えられてスルー画像として画像表示装置１０６上に表示される。

先ず、モードダイヤル１０７（図１参照）が自動撮影モード（ＡＵＴＯ）に切り替えられて撮影が行なわれた場合の画像データの流れを、図２を参照して説明する。

モードダイヤル１０７が自動撮影モード（ＡＵＴＯ）に切り替えられると、ＭＰＵ１２８は撮影光学系を経由した被写体光をＣＣＤ１２６で捉え、そのＣＣＤ１２６で生成される画像データを所定の間隔ごとにＣＤＳＡＭＰ１２９側へ出力させ、Ａ／Ｄ変換部１３０，画像入力コントローラ１３１，画像信号処理部１３２で表示可能な画像データに変換してスルー画像を画像表示装置１０６の画面上に表示させる。そのスルー画像に基づいて任意にフレーミングが行なわれ、ＡＦ検出部１３６が絶えずフォーカスレンズ１２２を前後させ合焦点検出を行なってフレーミングの中央に焦点のあった画像をＣＣＤ１２６に結像させる。このときにはＡＥ＆ＡＷＢ検出部１３７によって被写界輝度が検出され、その検出結果に基づいてモータドライバ１２４により小絞、あるいは開放絞りが設定されたり、ホワイトバランス調整のため、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号のゲインが調整されたりする。このように被写界輝度に応じて露出が調節され焦点のあった画像を表わす画像データを、タイミングジェネレータ１２７からのタイミング信号に応じて所定の間隔ごとにＣＤＳＡＭＰ１２９へ出力させ、後段でスルー画像を得ている。撮影者はこのスルー画像を見ながらフレーミングを行ない、シャッタチャンスにレリーズ操作を行なう。

レリーズ操作が行なわれると、ＭＰＵ１２８は、ＣＣＤ１２６にレリーズ操作時の画像を結像させるため、タイミングジェネレータ１２７からタイミング信号を供給させる。このタイミング信号はＣＣＤ１２６に露光開始および露光終了を告げるものでありいわゆるシャッタスピードに相当する。ＭＰＵ１２８はこの露光終了時にＣＣＤ１２６から画像データ（ＲＧＢの光の３原色Ｒ，Ｇ、Ｂからなる画像データ）を出力させ、後段のＣＤＳＡＭＰ１２９に供給させる。さらに、ＣＤＳＡＭＰ１２９でそのＣＣＤ１２６から出力された画像データの雑音が低減され、その雑音が低減された画像データがＡ／Ｄ変換部１３０でデジタル信号に変換される。このＡ／Ｄ変換部１３０でデジタル信号に変換されたＲＧＢからなる画像データは、後段の画像入力コントローラ１３１によりデータバスを介してＳＤＲＡＭ１３８に供給され、このＳＤＲＡＭ１３８にＣＣＤ１２６のすべての画素の画像データが記憶される。すべての画素データに対応する画像データがＳＤＲＡＭ１３８に記憶されると、ＭＰＵ１２８が画像信号処理部１３２の画像処理プロセスを起動させ、その画像処理プロセスによってＳＤＲＡＭ１３８の画像データを読み出させ、ＹＣ信号への変換を行なわせる。さらに、この画像信号処理部１３２の画像処理プロセスが終了したことをＭＰＵ１２８が検知すると、ＭＰＵ１２８は圧縮処理部１３３のＪＰＥＧプロセスを起動させ、ＪＰＥＧプロセスによって画像データの圧縮を行なわせる。この圧縮処理部１３３での圧縮が完了したことをＭＰＵ１２８が検知すると、ＭＰＵ１２８は次に記録処理プロセスを起動させ、ＪＰＥＧ圧縮された画像データを、必要に応じてＧＰＳ位置変換部１３４で変換されたＧＰＳ位置を表わす撮影データとともに、メディアコントローラ１４０を介して記録メディア１４１に記録させる。以上が自動撮影モードのときの撮影データの流れである。

以降、モードダイヤル１０７が手動撮影モードに切り替えられたときの画像データの処理について説明する。

モードダイヤル１０７が手動撮影モード（Ｍ）に切り替えられると、撮影条件が手動により設定されて撮影が行なわれる。このデジタルカメラ１００においては撮影条件の一つであるフォーカスポイントも自在に設定することができるが、ここでは撮影条件の１つとして露出条件を挙げて以降説明する。

モードダイヤル１０７が手動撮影モード（Ｍ）に切り替えられると、スルー画像とともに露出補正値、シャープネス、フラッシュ光量などの補正を行なうための表示画面が画像表示装置１０６に表示される。この表示画面の中の選択項目、例えば露出値の切り替えを十字キー１０４により行なうことができる。

このように手動撮影モードのときには、撮影者が任意に撮影条件の設定を行なえるようになっており、これらの撮影条件下で撮影が行なわれる。

このような手動撮影モードで撮影が行なわれるときには、その設定された撮影条件によって露光アンダーであろうが、露光オーバであろうがそのまま撮影が行なわれる。例えば、この露光アンダー、露光オーバーは、ＡＥ＆ＡＷＢ検出部１３７の検出結果に基づきＭＰＵ１２８が判定する。

次に、シェーディング補正部１４３、シーン判定部１４４、およびシェーディング補正制御部１４５の動作について図３を参照して説明する。

図３は、図２に示すデジタルカメラを構成するシェーディング補正部、シーン判定部、およびシェーディング補正制御部における処理ルーチンを示すフローチャートである。

先ず、ステップＳ１において、ＭＰＵ１２８により、撮影画像の１６×１６分割した各エリアのＲＧＢのヒストグラムを求める。

次に、ステップＳ２において、シーン判定部１４４により、データ値が広い範囲に分布しているか否かが判定される。データ値が広い範囲に分布していないと判定された場合、即ち、今回の撮影シーンが、その撮影シーン中に所定面積以上に広がる一様領域が含まれる補正対象シーンである場合は、ＣＣＤ１２６の感度むらに起因して発生するシェーディングが目立つため、ステップＳ３に進む。一方、データ値が広い範囲に分布していると判定された場合、即ち、今回の撮影シーンが、その撮影シーン中に所定面積以上に広がる一様領域が含まれない場合は、ＣＣＤ１２６の感度むらに起因して発生するシェーディングは目立たないため、後述するステップＳ５に進む。

ステップＳ３では、シーン判定部１４４により、１色（もしくは２色）がデータ値２００（もしくは２５５）以上であって、その他の色がデータ値５０（もしくは２５５）以下であるか否かが判定される（１色あたりの最大データ値を２５５とする）。１色（もしくは２色）がデータ値２００（もしくは２５５）以上であって、その他の色がデータ値５０（もしくは２５５）以下でないと判定された場合、即ち、所定以上の輝度を有する一様領域が存在すると判定された場合は、シェーディングが目立つため、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、色シェーディング補正を行なってこのルーチンを終了する。具体的には、シェーディング補正制御部１４５がシェーディング補正部１４３に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせて、このルーチンを終了する。

一方、ステップＳ３において、所定以上の輝度を有する一様領域が存在しないと判定された場合は、シェーディングは目立たないため、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、色シェーディング補正を行なうことなくこのルーチンを終了する。具体的には、シェーディング補正制御部１４５がシェーディング補正部１４３に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせないように制御して、このルーチンを終了する。

このように、本発明の第１の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラ１００は、今回の撮影シーンが、その撮影シーン中に所定面積以上に広がるとともに所定以上の輝度を有する一様領域が含まれる場合、即ち、ＣＣＤ１２６の感度むらに起因して発生するシェーディングが目立つ場合は、補正対象シーンであると判定してシェーディング補正を行なう。一方、今回の撮影シーン中に所定面積以上に広がるとともに所定以上の輝度を有する一様領域が含まれない場合は、ＣＣＤ１２６の感度むらに起因して発生するシェーディングは目立たないため、補正対象シーンでないと判定してシェーディング補正を行なわないようにする。このようにすることにより、シェーディング補正を行なうための処理時間が短くて済み、撮影時間の短縮化が図られるとともに、Ｓ／Ｎ比の劣化が抑えられて高品質な画像を得ることができる。

尚、本発明の第１の撮影装置の一実施形態では、今回の撮影シーンが、その撮影シーン中に所定面積以上に広がるとともに所定以上の輝度を有する一様領域が存在するシーンを補正対象シーンであると判定する例で説明したが、本発明は、今回の撮影シーン中に所定面積以上に広がる一様領域（例えば、空や白壁等）が含まれるシーンを補正対象シーンであると判定するものであればよい。

次に、本発明の第２の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラについて説明する。尚、本発明の第２の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラの外観図は、前述した図１に示すデジタルカメラ１００の外観図と同じであるので図示省略する。

図４は、本発明の第２の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラの内部構成を示す図である。

尚、図２に示すデジタルカメラ１００の構成要素と同じ構成要素については同一の符号を付し重複説明は省く。

図４に示すデジタルカメラ２００には、今回の撮影シーンが所定の輝度以上の被写体輝度下で撮影された補正対象シーンであるか否かを判定するシーン判定部２４４が備えられている。

また、このデジタルカメラ２００には、シーン判定部２４４により補正対象シーンであると判定された場合にシェーディング補正部１４３に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせるシェーディング補正制御部２４５が備えられている。さらに、詳細には、このシェーディング補正制御部２４５は、シーン判定部２４４により補正対象シーンであると判定されても、閃光発光部１０９を用いた撮影により得られた画像信号については、シェーディング補正部１４３でのシェーディング補正を行なわさせないものである。

図５は、図４に示すデジタルカメラを構成するシェーディング補正部、シーン判定部、およびシェーディング補正制御部における処理ルーチンを示すフローチャートである。

先ず、ステップＳ１１において、ＭＰＵ１２８により、撮影画像の１６×１６分割した各エリアの輝度を求める。

次に、ステップＳ１２において、夜間撮影モードであるか否かが判定される。夜間撮影モードであると判定された場合は、ＣＣＤ１２６の感度むらに起因して発生するシェーディングは目立たないため、後述するステップＳ１６に進む。一方、夜間撮影モードでないと判定された場合はステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、シーン判定部２４４により、輝度が３０以下のエリアがデータ値１２８／２５６以上か否か、即ち、今回の撮影シーンが所定の輝度以上の被写体輝度で撮影された補正対象シーンであるか否かが判定される。輝度が３０以下のエリアがデータ値１２８／２５６以上（所定の輝度未満の被写体輝度）であると判定された場合は、シェーディングが目立たないため、後述するステップＳ１６に進む。一方、輝度が３０以下のエリアがデータ値１２８／２５６未満（所定の輝度以上の被写体輝度）であると判定された場合は、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、閃光発光するか否かが判定される。閃光発光すると判定された場合はステップＳ１６に進み、閃光発光しないと判定された場合はステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、色シェーディング補正を行なってこのルーチンを終了する。具体的には、シェーディング補正制御部２４５がシェーディング補正部１４３に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせて、このルーチンを終了する。

また、ステップＳ１６では、色シェーディング補正を行なうことなくこのルーチンを終了する。具体的には、シェーディング補正制御部２４５がシェーディング補正部１４３に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせないように制御して、このルーチンを終了する。

このように、本発明の第２の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラ２００は、今回の撮影シーンが所定の輝度以上の被写体輝度下で撮影された補正対象シーン（例えば、太陽光での撮影シーン）の場合、即ち、ＣＣＤ１２６の感度むらに起因して発生するシェーディングが目立つ場合は、シェーディング補正制御部２４５は、補正対象シーンであると判定してシェーディング補正を行なう。一方、シーン判定部２４４により補正対象シーンであると判定されても、閃光発光部１０９を用いた撮影により得られた画像信号については、シェーディング補正制御部２４５は、シェーディング補正部１４３でのシェーディング補正を行なわさせないように制御する。閃光発光部１０９を用いた撮影は比較的暗い場所で行なわれる場合が多いため、閃光発光部１０９を用いた撮影により得られた画像信号については、シェーディング補正を行なわさせないようにすることにより、撮影時間の短縮化が図られる。

尚、本発明の第２の撮影装置の一実施形態では、今回の撮影シーンが所定の輝度未満の被写体輝度下で撮影されたシーンの場合や閃光発光が行なわれた場合は、ＣＣＤ１２６の感度むらに起因して発生するシェーディングが目立たないため、補正対象シーンでないと判定してシェーディング補正を行なわないようにする例で説明したが、本発明は、今回の撮影シーンが所定の輝度未満の被写体輝度下で撮影されたシーンの場合に補正対象シーンでないと判定してシェーディング補正を行なわないようにするものであればよい。即ち、本発明は、今回の撮影シーンが所定の輝度以上の被写体輝度下で撮影されたシーンを補正対象シーンであると判定するものであればよい。このようにすることにより、シェーディング補正を行なうための処理時間が短くて済み、撮影時間の短縮化が図られるとともに、Ｓ／Ｎ比の劣化が抑えられて高品質な画像を得ることができる。

図６は、本発明の第３の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラの内部構成を示す図、図７は、図６に示すフォーカスレンズ、赤外カットフィルタ、およびＣＣＤの斜視図である。尚、図２に示すデジタルカメラ１００の構成要素と同じ構成要素については同一の符号を付し重複説明は省く。

図６に示すデジタルカメラ３００には、ＣＣＤ１２６の前面に配置された、被写体光中の赤外線をカットする赤外カットフィルタ３０１が備えられている。詳細には、赤外カットフィルタ３０１は、図７に示すように、フォーカスレンズ１２２とＣＣＤ１２６との間に配備されている。

また、このデジタルカメラ３００には、今回の撮影シーンが、赤外カットフィルタ３０１の分光ずれに起因してシェーディング補正を行なう必要のある光源下で撮影された補正対象シーンであるか否かを判定するシーン判定部３４４が備えられている。

さらに、このデジタルカメラ３００には、シーン判定部３４４により補正対象シーンであると判定された場合にシェーディング補正部１４３に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせるシェーディング補正制御部３４５が備えられている。詳細には、このシェーディング補正制御部３４５は、シーン判定部３４４により補正対象シーンであると判定されても、閃光発光部１０９を用いた撮影により得られた画像信号については、シェーディング補正部１４３でのシェーディング補正を行なわさせないものである。さらに、詳細に説明する。

図８は、ＣＣＤの分光特性を示す図である。

図８の横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は相対感度（％）を示す。この図８に示すように、Ｒ（赤）は波長６００ｎｍ近傍における相対感度がもっとも高く、Ｇ（緑）は波長５２０ｎｍ近傍における相対感度がもっとも高く、Ｂ（青）は波長４６０ｎｍ近傍における相対感度がもっとも高いというように、ＣＣＤ１２６の波長に対する相対感度はそれぞれ異なっている。

図９は、赤外カットフィルタの左右における、波長に対するばらつきを示す図である。

図９の横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は赤外カットフィルタ３０１の波長に対する変換率（％）を示す。実線で示すグラフＡは、赤外カットフィルタ３０１の左半分における、波長に対する変換率を示すグラフである。また、点線で示すグラフＢは、赤外カットフィルタ３０１の右半分における、波長に対する変換率を示すグラフである。この図９に示すように、赤外カットフィルタ３０１は、６３０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長に対して、左半分と右半分とで変換率にばらつきがある。

図１０は、蛍光灯の光源による分光特性を示す図である。

図１０の横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は分光パワー（％）を示す。この図１０に示すように、蛍光灯下では、Ｇ（緑）の分光パワーがもっとも高く、次にＲ（赤）の分光パワーが高く、Ｂ（青）の分光パワーが一番低いというように、大きくばらついている。

図１１は、自然光や人工光におけるホワイトバランス検出枠を示す図である。

自然光での撮影モードである晴れモードや曇りモードにおいては、Ｒ／Ｇに対するＢ／Ｇの値は大きく、従って青味が多い。一方、人工光での撮影モードである蛍光灯モードや電球モードにおいては、Ｒ／Ｇに対するＢ／Ｇの値は小さく、従って赤味が多い。自然光での撮影と人工光での撮影では光の波長分布が異なり、また同じ自然光でも晴れモードと曇りモードとでは光の波長分布は異なるとともに、同じ人工光でも蛍光灯と白熱電球とでは光源の波長分布が異なる。このため、同じ被写体を、図７に示すフォーカスレンズ１２２，赤外カットフィルタ３０１，ＣＣＤ１２６を経由して撮影しても、光源の種類により異なる色に撮影される場合がある。そこで、白色の物体をどのような撮影条件においても白色として撮影できるように、図１１に示すように、自然光や人工光におけるホワイトバランス検出枠を設定し、この検出枠に基づいて色信号のゲインを調整することにより色の再現性を一定に保つための補正が行なわれる。

しかし、上述したように、ＣＣＤ１２６の波長に対する相対感度はそれぞれ異なっており、また赤外カットフィルタ３０１には分光ずれがある。さらに、蛍光灯下では、Ｒ（赤）,Ｇ（緑）,Ｂ（青）の分光パワーは大きくばらついている。そこで、本発明の第３の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラ３００は、今回の撮影シーンが、赤外カットフィルタ３０１の分光ずれに起因してシェーディング補正を行なう必要のある光源（例えば、太陽光）下で撮影されたシーンの場合は、その赤外カットフィルタ３０１の製造ばらつきによりカットオフ周波数のずれや特定の周波数における透過率のずれに起因してシェーディングが目立つため、補正対象シーンであると判定してシェーディング補正を行なう。一方、今回の撮影シーンが、赤外カットフィルタ３０１の分光ずれに起因してシェーディング補正を行なう必要のない光源（例えば、蛍光灯）下で撮影されたシーンの場合は、特定の周波数成分しかなく、カットオフ周波数のずれや特定の周波数における透過率のずれによる影響は小さく、シェーディングは目立たないため、補正対象シーンでないと判定してシェーディング補正を行なわないようにする。このようにすることにより、シェーディング補正を行なうための処理時間が短くて済み、撮影時間の短縮化が図られるとともに、Ｓ／Ｎ比の劣化が抑えられて高品質な画像を得ることができる。

また、閃光発光部１０９を用いた撮影は比較的暗い場所、即ち、シェーディング補正を行なう必要のある光源（例えば、太陽光）下以外の光源下で行なわれる場合が多い。そこで、閃光発光部１０９を用いた撮影により得られた画像信号については、シェーディング補正を行なわさせないようにすると、撮影時間のさらなる短縮化を図ることができる。

尚、本実施形態では、本発明の撮影装置としてデジタルカメラを例示して説明したが、本発明の撮影装置はこれに限られるものではなく、例えば、近年普及しているカメラ機能付の携帯電話等であってもよく、あるいは静止画撮影に限ったものではなく動画撮影機能を持った撮影装置にも用いられることは当然である。

本発明の第１の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラの外観図である。 図１に示すデジタルカメラの内部構成を示す図である。 図２に示すデジタルカメラを構成するシェーディング補正部、シーン判定部、およびシェーディング補正制御部における処理ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第２の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラの内部構成を示す図である。 図４に示すデジタルカメラを構成するシェーディング補正部、シーン判定部、およびシェーディング補正制御部における処理ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第３の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラの内部構成を示す図である。 図６に示すフォーカスレンズ、赤外カットフィルタ、およびＣＣＤの斜視図である。 ＣＣＤの分光特性を示す図である。 赤外カットフィルタの左右における、波長に対するばらつきを示す図である。 蛍光灯の光源による分光特性を示す図である。 自然光や人工光におけるホワイトバランス検出枠を示す図である。

符号の説明

１００，２００、３００ デジタルカメラ
１０１ ズームレンズ
１０２ パワースイッチ
１０３ 撮影モード・再生モード切替レバー
１０３ａ，１０３ｂ，１０７１，１０７２，１０７３，１０７４，１０７５ スイッチ
１０４ 十字キー
１０４ａ ＵＰキー
１０４ｂ ＤＯＷＮキー
１０４ｃ 右キー
１０４ｄ 左キー
１０５ａ メニュー釦
１０５ｂ バック釦
１０６ 画像表示装置
１０７ モードダイヤル
１０８ レリーズ釦
１０９ 閃光発光部
１０９ａ ポップアップスイッチ
１１１ 映像出力端子
１１２ ＵＳＢコネクタ
１１３ 直流電圧入力端子
１２１ アイリス
１２２ フォーカスレンズ
１２３，１２４，１２５ モータドライバ
１２６ ＣＣＤ
１２７ タイミングジェネレータ
１２８ ＭＰＵ
１２８ａ ＲＯＭ
１２９ ＣＤＳＡＭＰ
１３０ Ａ／Ｄ変換部
１３１ 画像入力コントローラ
１３２ 画像信号処理部
１３３ 圧縮処理部
１３４ ＧＰＳ位置変換部
１３５ Ｖｉｄｅｏ／ＬＣＤエンコーダ
１３６ ＡＦ検出部
１３７ ＡＥ＆ＡＷＢ検出部
１３８ ＳＤＲＡＭ
１３９ ＶＲＡＭ
１４０ メディアコントローラ
１４１ 記録メディア
１４２ ＵＳＢＩ／Ｆ部
１４３ シェーディング補正部
１４４，２４４，３４４ シーン判定部
１４５，２４５，３４５ シェーディング補正制御部
３０１ 赤外カットフィルタ
１００１ ファインダ

Claims (6)

1. 撮影光学系を経由してきた被写体光を撮像素子で捉えることにより画像信号を生成する撮影を行なう撮影装置において、
   前記撮像素子上の各位置に応じてゲインを調整することによりシェーディング補正を行なうシェーディング補正部と、
   今回の撮影シーンが、該撮影シーン中に所定面積以上に広がる一様領域が含まれる補正対象シーンであるか否かを判定するシーン判定部と、
   前記シーン判定部により補正対象シーンであると判定された場合に前記シェーディング補正部に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせるシェーディング補正制御部とを備えたことを特徴とする撮影装置。
2. 前記シーン判定部は、前記補正対象シーンであることの判定に代わり、今回の撮影シーンが、該撮影シーン中に所定面積以上に広がるとともに所定以上の輝度を有する一様領域が存在するシーンを補正対象シーンであると判定するものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
3. 撮影光学系を経由してきた被写体光を撮像素子で捉えることにより画像信号を生成する撮影を行なう撮影装置において、
   前記撮像素子上の各位置に応じてゲインを調整することによりシェーディング補正を行なうシェーディング補正部と、
   今回の撮影シーンが所定の輝度以上の被写体輝度下で撮影された補正対象シーンであるか否かを判定するシーン判定部と、
   前記シーン判定部により補正対象シーンであると判定された場合に前記シェーディング補正部に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせるシェーディング補正制御部とを備えたことを特徴とする撮影装置。
4. 撮影に同期して被写体に向けて閃光を発光する閃光発光部を備え、
   前記シェーディング補正制御部は、前記シーン判定部により補正対象シーンであると判定されても、前記閃光発光部を用いた撮影により得られた画像信号については、前記シェーディング補正部でのシェーディング補正を行なわさせないものであることを特徴とする請求項３記載の撮影装置。
5. 撮影光学系を経由してきた被写体光を撮像素子で捉えることにより画像信号を生成する撮影を行なう撮影装置において、
   前記撮像素子前面に配置された、被写体光中の赤外線をカットする赤外カットフィルタと、
   前記撮像素子上の各位置に応じてゲインを調整することによりシェーディング補正を行なうシェーディング補正部と、
   今回の撮影シーンが、前記赤外カットフィルタ又はレンズの分光ずれに起因してシェーディング補正を行なう必要のある光源下で撮影された補正対象シーンであるか否かを判定するシーン判定部と、
   前記シーン判定部により補正対象シーンであると判定された場合に前記シェーディング補正部に今回の撮影により得られた画像信号にシェーディング補正を行なわせるシェーディング補正制御部とを備えたことを特徴とする撮影装置。
6. 撮影に同期して被写体に向けて閃光を発光する閃光発光部を備え、
   前記シェーディング補正制御部は、前記シーン判定部により補正対象シーンであると判定されても、前記閃光発光部を用いた撮影により得られた画像信号については、前記シェーディング補正部でのシェーディング補正を行なわさせないものであることを特徴とする請求項５記載の撮影装置。

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