JP2010081595A - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】３つのＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサを用いる撮像装置において、周辺光量の低下に伴って色成分毎に信号レベルの低下が異なることの影響を補正する。
【解決手段】
この発明の１つの実施の形態である撮像装置（１，１０１）は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つのＣＣＤセンサから出力される入力画像光について、画面中央からの距離に基づき、周辺光量シェーディングの影響を補正するシェーディング補正回路を含む。シェーディング補正回路は、画面中央部のアドレスからの垂直距離と水平距離とを用いて求められる画素毎のアドレス距離の２乗Ｌ^２を計算したのち、画面中央部からの距離ａの円よりも内側の領域については補正を除外し、画面中央部からの距離ａよりも離れた距離ｂの円と距離ａの円とにより規定される補正対象領域の大きさを調整することでメモリ消費量を低減しながら、周辺光量シェーディングの影響である色むらを補正する。
【選択図】 図８

Description

この発明は、撮像素子、例えば３つのＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサを使用した撮像装置において生じる、レンズの周辺光量のシェーディング補正に関する。

レンズを用いて物体を撮像する撮像装置においては、レンズの中心から入射する画像光に対して周辺の光量が低下することが知られている。

このため、撮像装置では、通常、周辺光量シェーディング補正として、周辺部において低下する光量が補正される。

特許文献１（先行技術文献）には、シェーディング補正において、画像の中心から各画素までの水平距離と垂直距離の２乗の和の関数を演算処理して求めるとともに、色毎に補正することが開示されている。

特許文献２（先行技術文献）には、画像の中心から各画素までの距離を、水平距離Ｘと垂直距離Ｙの２乗の和の関数を演算処理して周辺減光を補正することが開示されている。

特許文献３（先行技術文献）には、撮影した画像を、カメラの向き（縦と横）に合わせて、回転して表示するものが開示されている。

特許文献４（先行技術文献）には、周辺光量低下を電子的に補正するもので、画像の中心から一定の範囲においては、光量の補正を省略する装置が開示されている。

特許文献５（先行技術文献）には、周辺減光を補償するために、像高に従い、２次、３次、もしくは４次式を用いる画像処理方法が開示されている。

特開２００５−２７７６１８号公報 特開２００４−１６５９５８号公報 特開２００３−１０１８４４号公報 特開平１１−１５０６８１号公報 特開平１１−１６４１９４号公報

しかしながら、特許文献１および２のいずれにも、３つのＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサを用いることによる、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に異なる信号レベルの低下を補正することについては、言及されていない。また、色成分毎に信号レベルの低下が異なるため、画面周辺部において色むら（着色）が起きることについても、何ら記載がない。

また、特許文献１あるいは２に示された補正方法では、画像データを保持するメモリの容量として大きな容量を必要とする。

またさらに、特許文献３ないし５に示された方法あるいは装置によっても３つのＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサを用いた場合の周辺光量の低下の影響により生じる色むらを低減することは困難である。

この発明の目的は、３つのＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサを用いる撮像装置において、周辺光量の低下に伴って色成分毎に信号レベルの低下が異なることの影響を容易に補正できる撮像装置および撮像方法を提供することである。

この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、入力画像光を色成分毎に画像信号に変換する３つのＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサと、前記３つのＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサから出力される画像信号について、画面中央からの距離が所定の距離よりも大きな領域の画像信号について、画面中央からの距離が等しい円に従い、入力画像光の周辺光量シェーディングの影響により生じる色むらを補正するシェーディング補正回路と、を有することを特徴とする撮像装置である。

この発明によれば、３つのＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサを用いる撮像装置および撮像方法において、周辺光量の低下に伴って色成分毎に信号レベルの低下が異なることの影響を容易に補正することができる。

また、この発明によれば、３つのＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサを用いる撮像装置および撮像方法において、周辺光量の低下に伴う色成分毎に信号レベルの低下の影響を補正するために必要となるメモリの容量が低減される。

さらに、この発明によれば、３つのＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサを用いる撮像装置および撮像方法において、周辺光量の低下に伴う色成分毎に信号レベルの低下の影響を補正する際、撮像対象からの画像光が入射されるレンズの特性の影響を受けないため、さまざまなレンズを必要に応じて用いることができる。

この発明の実施の形態が適用される撮像装置の一例を示す概略図。 図１に示した撮像装置に組み込まれる色分解プリズムと、分解された各色成分の画像信号を出力するＣＣＤセンサとの関係の一例を示す概略図。 図１に示した撮像装置において必要となる周辺光量シェーディングの補正の程度を説明する概略図。 図１に示した撮像装置において、周辺光量シェーディングにより色むらが生じる原因を説明する概略図。 図１に示した撮像装置において必要となる周辺光量シェーディングの補正の一例を説明する概略図。 図１に示した撮像装置に適用する周辺光量シェーディングの補正系の実施の形態の一例を説明する概略図。 図６に示した周辺光量シェーディングの補正系を用いた実際の補正の一例を説明する概略図。 図６および図７に示した周辺光量シェーディングの補正系における補正原理を説明する概略図。 図６に示した周辺光量シェーディングの補正系において用いられるＲＯＭテーブルが保持する補正データ群の一例を説明する概略図。 図６に示した『Ｓｉｚｅ』と『Ｇａｉｎ』及び『Ｐｏｓｉｔｉｏｎ』の処理を実現する構成（シェーディング補正回路）の一例を示す概略図。 この発明の実施の形態が適用される撮像装置の別の一例を示す概略図。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の一例について説明する。

図１は、この発明の実施の形態が適用される撮像装置であって、３つのＣＣＤを用いる撮像装置を概略的に説明するブロック図である。

図１に示す撮像装置１は、撮像対象からの画像光を受け入れるレンズ３、レンズ３から入力される画像光を、加法混色の３減色であるＲ（Red，赤）、Ｇ（Green，緑）およびＢ（Blue，青）に分解するプリズム５、プリズム５により分解されたＲ，ＧおよびＢの色毎の画像光を入力画像信号に変換するＣＣＤセンサ７（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を含む。

ＣＣＤセンサ７（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のそれぞれから出力される入力画像信号は、前処理部９（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を介してノイズ成分が低減され、所定のゲインまで増幅された後、Ａ／Ｄ変換されて、デジタル信号処理部（Digital Signal Processor，ＤＳＰ）１１に入力される。なお、前処理部９は、例えば、各ＣＣＤセンサから出力される入力画像信号からノイズ成分を除去するＣＤＳ（Correlated Double Sampling，相関二重サンプリング回路）、ＣＤＳ回路の出力に所定のゲインを与えるゲインコントロールアンプ（ＧＣＡ）および（アナログの入力画像信号を）デジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄコンバータ等を含む。

ＤＳＰ（デジタル信号処理部）１１は、ＣＣＤセンサ７（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の感度を高めた場合や蓄積時間を長時間とした場合に顕著になることが多い「白キズ」を補正する白キズ補正部１１ａ、白キズ補正部１１ａにより白キズが補正された画像光のうち、レンズ３の中心を通った画像光と（レンズ３の）周辺を通った画像光の光量の差を補正するシェーディング補正部１１ｂ、および入力画像信号のコントラストを補正するガンマ（γ）補正部１１ｃ等を含む。

ＤＳＰ１１により補正された画像信号は、画像出力回路（カメラリンクドライバ）１３を経由して、詳述しないが、表示装置（モニタ装置）あるいは画像データ蓄積部（大容量記憶部）等に出力される。

図２は、入力画像光をＣＣＤセンサ７のそれぞれのチャンネル、すなわち色毎のＣＣＤセンサ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに入射させるプリズム５の反射面と各色のプリズムとの位置関係の一例を示す。

プリズム５に入射した入力画像光のうち、例えばＢチャンネルすなわちＣＣＤ７Ｂが受光すべき青系の画像成分は、第１の波長選択膜５Ｂにより反射し、光入射面５Ｉで反射され、ＣＣＤ７Ｂの詳述しない受光面に案内される。また、プリズム５に入射した入力画像光のうち、例えばＲチャンネルすなわちＣＣＤ７Ｒが受光すべき赤系の画像成分は、第１の波長選択膜５Ｂを透過し、第２の波長選択膜５Ｒにより反射し、第１の波長選択膜５Ｂの背面で再び反射され、ＣＣＤ７Ｒの詳述しない受光面に案内される。なお、プリズム５に入射した入力画像光のうち、ＧチャンネルすなわちＣＣＤ７Ｇが受光すべき緑系の画像成分は、第１の波長選択膜５Ｂおよび第２の波長選択膜５Ｒを透過し、ＣＣＤ７Ｇの詳述しない受光面に案内される。

図２に示したプリズム５を用いることで、レンズ３を介して入力される入力画像光は、Ｒ，ＧおよびＢの色毎に、入力画像信号に変換される。なお、本実施の形態においては、ＧチャンネルすなわちＣＣＤ７Ｇに案内される緑系の画像成分のプリズム５による反射の回数が最も少ないため、以下に説明する周辺光量シェーディング（レンズの周辺部を通る光の光量の低下）の補正のための基準として用いる。また、基準信号としてＧチャンネルの出力を用いることは、ホワイトバランスをとる際に、Ｇ成分を基準にＲ成分とＢ成分を合わせる手法が広く用いられているため、例えば補正用ソフトウエアの入手が容易である等の利点がある。

すなわち、本実施の形態においては、Ｇチャンネルの出力を基準信号に用い、Ｇ成分を固定した状態でＲ成分とＢ成分を補正することにより、色むらが生じること、すなわち色成分毎に信号レベルの低下が異なることに起因して、画面周辺部において色むら（着色）が起きることを抑止できる。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、周辺光量シェーディング、すなわちレンズの周辺部に入射する画像光の光量の低下の概念を説明する概略図である。

図３（ａ）及び図３（ｂ）から明らかなように、入力画像光を受け入れるレンズ（３）に固有の特性として、周辺光量シェーディングが知られている。なお、図３（ａ）は、周辺光量シェーディングが少ないレンズを通った入力画像光と出力画面（ＣＣＤセンサ出力）の明るさ（光量）の関係を、図３（ｂ）は、周辺光量シェーディングが多いレンズを通った入力画像光と出力画面（ＣＣＤセンサ出力）の明るさ（光量）の関係を、それぞれ、概念的に示している。

なお、図３（ｂ）に示す円の中心からの距離が一定以上である場合に生じるＲ，Ｇ，Ｂ信号の低下レベルが一様でない場合、画面中心に対する四隅で色ムラが生じることが知られている。

図４は、図３に概略を示した周辺光量シェーディングの色毎の影響を、レンズの中央を通過した入力画像光の光量を「１」として正規化した例を示す。

図４に示されるように、入力画像光の各色成分は、レンズの中央を通過した光すなわち画面中央部から画素の距離が離れるにつれて次第に低下することが知られている。また、図４から明らかなように、画面中央部から画素の距離が同一であっても、プリズム（図２参照）により分離された色（色成分）毎に、光量レベルが異なることも知られている。なお、図４において、横軸は、画面中央部（レンズの中央）からの距離を示し、中央に近い側から順に、図８を用いて後段に説明する補正領域ＭＡＸを規定する半径「ａ」、同じく補正領域ｍｉｎを規定する半径「ｂ」、同じく補正領域ｍｉｎ（半径「ｂ」）の外側で任意の値を取る「ｃ」が、位置される。本件発明では、半径「ａ」（補正領域ＭＡＸ）は、図８に示すＨ（水平方向）の最大値の概ね１／４である。また、図８を用いて後段に詳述するが、半径「ａ」，「ｂ」，「ｃ」により規定される領域を、その中心からの距離としてとらえることで、図４により説明した画面中央部（レンズの中央）からの距離に応じて変化する色毎の光量レベルの「減衰方向」として説明できる。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、周辺光量シェーディングの影響を補正するために広く用いられる「パラボラ」補正の一例を示す。

例えば、図５（ａ）に示される周辺光量シェーディングが見られるレンズを用いた撮像装置においては、図５（ｂ）に示すように、垂直（Ｖ）方向および水平（Ｈ）方向のそれぞれについて、入力画像光に対するＣＣＤセンサからの画像出力を、周辺部すなわち画面中心からの距離が所定の距離よりも離れた垂直方向および水平方向のそれぞれにおいて、増大する補正が広く用いられる。反面、図５（ｂ）に示した「パラボラ」補正では、必要となる（補正のために要求される）メモリの容量が増大することが知られている。なお、「パラボラ」補正は、多くのメモリの容量が必要になる一方で、本件出願で実施しようとする周辺部のみの補正については、不向きであることが知られている。

図６は、図１に示した撮像装置に適用する周辺光量シェーディングの補正系（シェーディング補正回路）の一例を示す。なお、図６は、図８に示すレンズを通った光、すなわち画像光の出力画面において、画面中央部（レンズの中央）からの水平距離（Ｈ）と垂直距離（Ｖ）とに基づいて、以下に説明する複数のパラメーターを最適化するものである。

図６に示すように、シェーディング補正回路（図１の１１ｂ）は、白キズ補正部１１ａが出力するＲ，Ｇ，Ｂの色成分信号について、Ｇ成分を基準に、Ｒ成分とＢ成分について周辺光量シェーディングを実行してガンマ（γ）補正回路１１ｃへ出力する。Ｒ成分及びＢ成分は、それぞれ、図７及び図８により以下に説明するが、Ｓｉｚｅ補正回路６−１、Ｇａｉｎ補正回路６−５、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ補正回路６−７により、それぞれ、『Ｓｉｚｅ』、『Ｇａｉｎ』及び『Ｐｏｓｉｔｉｏｎ』で規定するパラメーターが補正される。なお、Ｇ成分については、詳述しないが位相合わせ回路［６−９］により、Ｒ成分及びＢ成分のそれぞれとの間の位相のずれが生じることが抑止される。また、Ｓｉｚｅ補正回路６−１とＧａｉｎ補正回路６−５との間には、図８により後段に説明する補正原理に従って規定された補正データ群を保持したＲＯＭテーブル（６−３）が用意される。なお、図６に示した各要素は、例えばＡＳＩＣ（application specific IC）として、１チップのシェーディング補正回路１１ｂとして構成されてもよいことはいうまでもない。

図７は、図６に示したシェーディング補正回路による信号処理の一例を、概略的に示す。

初めに、補正すべき画素について、画面中央部のアドレスからの垂直距離（Ｖ）と水平距離（Ｈ）とを用い、補正対象の画素毎のアドレス距離の２乗Ｌ^２を計算する（［６−０］）。ここで、水平距離（Ｈ）は、レンズの中心を通った画像光のアドレス（座標）をＨ_０とするとき、｜Ｈ−Ｈ_０｜であり、同じく垂直距離（Ｖ）は、レンズの中心を通った画像光のアドレス（座標）をＶ_０とするとき、｜Ｖ−Ｖ_０｜である（図８参照）。従って、Ｌ^２＝｜Ｈ−Ｈ_０｜^２＋｜Ｖ−Ｖ_０｜^２である。

ここで、図８に示す出力画面について、周辺光量シェーディング補正の補正領域の範囲が最小となる最小補正領域（補正領域ｍｉｎ）を規定する画面中央部（Ｈ_０，Ｖ_０）からの距離ｂ（半径「ｂ」）の円と、周辺光量シェーディング補正の補正領域の範囲が最大となる最大補正領域（補正領域ＭＡＸ）を規定する画面中央部（Ｈ_０，Ｖ_０）からの距離ａ（半径「ａ」）の円を規定し、補正領域パラメーターとして、『Ｓｉｚｅ』を規定し、この円の半径「ａ」，「ｂ」を制御することにより、補正領域を調整する（図７の［６−１］、補正回路は図６に示したＳｉｚｅ補正回路６−１が対応する）。なお、図７において、『Ｓｉｚｅ』を規定する前に、周辺光量シェーディング補正が不要な領域、すなわち画面中央部近傍として周辺光量シェーディング補正を除外する領域の半径「ａ」が設定される。

すなわち、図８において、半径「ａ」の円内である画面中央部またはその近傍については、実質的にシェーディング補正の必要性が低いと考え、メモリの容量を低減（規模を小型化）するため、補正を省略する。すなわち、後段にさらに詳しく説明するが、本件出願においては、上述『ｓｉｚｅ』というパラメーターを用いることにより、半径ｘ（ａ＜ｘ＜ｂ）の円外についてのみ、補正を行い、半径「ａ」の円内については補正を省略する。

次に、Ｌ^２からａ^２を引いた（Ｌ^２−ａ^２）をｘ軸に持つ光量無関係（光量を補正する必要がない）領域については補正を除外し、半径「ａ」よりも半径が大きな画面中心部からの距離が遠い、周辺光量シェーディング補正が必要な領域について、その補正の程度を示す減衰方向波形を、Ｒ（ＣＣＤ７Ｒの出力）信号とＢ（ＣＣＤ７Ｂの出力）信号について、それぞれ、三角関数、ここでは、余弦関数（ｃｏｓｘ）を用いて作成する（後段に詳述するが、図７の［６−３］、回路は図６に示したＲＯＭテーブル６−３が対応する）が示す補正特性を求めることになる）。

このとき、減衰波形（減衰方向波形）から出力された値の減衰分（図７の［６−３］）と同等だけ増幅させた増幅波形（増幅方向波形）も、後段に詳述するが同時に計算により作成する。

次に、増幅波形（増幅方向波形）および減衰波形（減衰方向波形）のそれぞれにより得られた値（出力値）に『Ｇａｉｎ』値という補正値パラメーターを用意し、『Ｇａｉｎ』値を乗算し、さらに加算する。すなわち、『Ｇａｉｎ』値を用いることで、増幅波形（増幅方向波形）の増幅度（率）および減衰波形（減衰方向波形）の減衰度（率）を調節することができる（図７の［６−５］、回路は図６に示したＧａｉｎ補正回路６−３が対応する）。なお、『Ｇａｉｎ』値は、後段に詳述するが、図７の［６−３］で求めた減衰方向波形、及び減衰方向波形に対して逆向きの特性を示す増幅波形（増幅方向波形）とからなる。

ここで得られた値を、『Ｐｏｓｉｔｉｏｎ』というパラメーターとして用い、画面左右について、領域補正を行う（図７の［６−７］、回路は図６に示したＰｏｓｉｔｉｏｎ補正回路６−５が対応する）。なお、『Ｐｏｓｉｔｉｏｎ』は、±（プラスマイナス）のそれぞれについて独立しているため、『Ｐｏｓｉｔｉｏｎ＜０』時は左画面の補正領域を補正、『Ｐｏｓｉｔｉｏｎ＞０』時は右画面の補正領域を補正することを示す。

より詳細には、図７における入力アドレスであるＨ（水平距離），Ｖ（垂直距離）のそれぞれのアドレス情報より画面中心アドレス（Ｈ_０，Ｖ_０）からの距離Ｌ^２を、三平方の定理より導く。

次に、画面中心部を中心として上述のように規定した最大補正領域（補正領域ＭＡＸ）である半径「ａ」の円と最小補正領域（補正領域ｍｉｎ）である半径「ｂ」の円を、それぞれ、定義する。

また、（Ｌ^２−ａ^２）について、図７に［６−３］で示すｘ軸のＲＯＭテーブルの関係も考慮し、補正領域を制御するパラメーターである『Ｓｉｚｅ（０〜６３）』を用い、
［補正後（Ｌ^２−ａ^２）］＝
（Ｌ^２−ａ^２）−（ｂ^２−ａ^２）×（６４−Ｓｉｚｅ）／６４
と表す。

ここで、「補正後（Ｌ^２−ａ^２）＜０」については、周辺光量シェーディング補正としてはとり得ない値であるから、図７に［６−２］として示したように、すべて「０」にクリップする（全て「０」とする）とともに、同［６−３］に示すＲＯＭテーブルに入力する。一方、最大補正領域時において、半径ａの円内は、『Ｓｉｚｅ』パラメーターの値にかかわりなく、補正しない領域としたから、半径ａの円内を示す、Ｌ^２＜ａ^２の範囲内は補正なし（補正倍率は１．０）とする。

なお、図７の［６−３］に示したＲＯＭテーブルは、図９を用いて後段に説明する補正特性において、距離がｘ^２よりも中心画像（画面中心）から離れている領域（図９で「斜線を施した領域」）に対応する。ここで、距離ｘは、先に説明したが、ａ＜ｘ＜ｂである。なお、ｂは、図８からａ＜ｂ＜ｃであり、ｃに近づく場合は、周辺光量シェーディング補正が必要な領域が少ないことを示す。一方、ａに近づく場合は、ａの値に応じて、周辺光量シェーディング補正が必要な領域が変化することはいうまでもない。このように、距離ａよりも画面中央からの距離が遠い距離ｂの円を定義し、距離ａの内側の画像光については補正を除外し、両者の値を変更しながら、メモリ使用量を一定量以内に維持することで、確保しなければならないメモリの容量を低減できる。

ここで、最大補正率（図９における補正倍率のうちの最大値）を、例えば±８０％として、最大減衰補正のためのテーブルすなわち減衰波形（減衰方向波形）と減衰分と同等だけ増幅した増幅波形（増幅方向波形）を、それぞれ、計算により作成する。なお、±８０％は、図７の［６−３］に示した減衰波形（減衰方向波形）のうちの実効的な値が２０％であるとき、下限値が、『１−０．８（８０％）＝０．２（２０％）＝０．２』であり、上限値が、『１＋０．８＝１．８（１８０％）＝１．８』であることを示す。

なお、それぞれの補正値（減衰波形および増幅波形）は、それぞれ、図７の［６−５］に示した『Ｇａｉｎ（０〜６３）』において乗算され、加算される。このとき、『Ｇａｉｎ＝０』時には最大減衰補正が、『Ｇａｉｎ＝６３』時には最大増幅補正が、それぞれ、出力されるよう、図７に示す系を設計する。より詳細には、図７の［６−３］（図９に相当）からの出力は、図示の通り２系統に分割される。一方の出力は、補正量「０」、すなわち補正倍率１．０から引き算した値、すなわち上述した下限値である『１−０．８（８０％）＝０．２（２０％）＝０．２』と、補正量「０」、すなわち補正倍率１．０を加算した値、すなわち上述した上限値である『１＋０．８＝１．８（１８０％）＝１．８』が互いに加算される。以下、本件では、『Ｇａｉｎ』値を６４段としているので、（Ｇａｉｎ／６４）が乗じられる。これにより、増幅波形（補正値）が得られる。他の一方の出力は、（６４−Ｇａｉｎ）／６４が乗じられる。これにより、減衰波形（補正値）が得られる。以下、両者が加算され、『Ｇａｉｎ』値が設定される。

さらに、ここで出力された値に、画面左右の補正領域を調節するパラメーターとして、上述した『Ｐｏｓｉｔｉｏｎ（−３２〜３１）すなわち６４段階とした場合、「０」を含み−３２〜３１）の範囲のいずれか』を乗算する。

なお、『Ｐｏｓｉｔｉｏｎ（−３２〜３１）』は、画面左右独立に、『Ｇａｉｎ（０〜６３）』と『Ｓｉｚｅ（０〜６３）』のそれぞれを同時に補正することと実質的に等価であり、レンズの光軸と画面中央部の水平方向のずれを補正するパラメーターとみなすことができる。より詳細には、周辺光量シェーディング補正の補正領域を定義する円の半径Ｌは、上述した通り、Ｌ^２＝｜Ｈ−Ｈ_０｜^２＋｜Ｖ−Ｖ_０｜^２から求められる。ここで、レンズが水平方向に「Ｈ_１」だけずれた場合を考え、Ｌ´を求めると、周辺光量シェーディング補正の補正領域を定義する円の半径Ｌ´は、Ｌ´^２＝｜Ｈ−Ｈ_０−Ｈ_１｜^２＋｜Ｖ−Ｖ_０｜^２から求めることができる。従って、『Ｇａｉｎ値』と『Ｓｉｚｅ』を変更することは、『Ｐｏｓｉｔｉｏｎ』の値を変更することに、簡易的に置き換えることができる。

すなわち、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、『Ｐｏｓｉｔｉｏｎ』を用いて、画面中心を水平方向に移動することにより、水平方向の左右のうちの一方の出力（『Ｇａｉｎ値』に相当）のレベルが変化される。これにより、『Ｐｏｓｉｔｉｏｎ』により移動された側（矢印Ｐ方向）の光量レベル（図１０（ｂ））が、図１０（ａ）の光量レベルに比較して向上（増大）される。

このようにして、出力される補正値が周辺光量シェーディングの補正値となる。

なお、実際の処理においては、Ｒ信号（Ｒ成分）とＢ信号（Ｂ成分）に対して、通常は補正が必要ない「黒」に対応する黒レベル値を減算し、上述の工程により求めた周辺光量シェーディングの補正値を乗算した後、黒レベル値を加算することで、最終的な補正後のＲ信号およびＢ信号が得られることはいうまでもない。

このようにして、パラメーター補正領域と補正値をもつ、周辺光量シェーディング補正の系が得られる（以上が、周辺光量シェーディング補正の設計手順である）。

なお、上述した例において、『Ｓｉｚｅ（０〜６３）』、『Ｇａｉｎ（０〜６３）』、『Ｐｏｓｉｔｉｏｎ（−３２〜３１）』として規定した各パラメーター、および最大補正率を±８０％とすることは、一例であり、任意に変更できることはいうまでもない。

図１１は、図１に示した撮像装置の別の実施形態を示す。なお、図１１に示す撮像装置は、ＣＣＤイメージセンサに変えて、ＣＭＯＳイメージセンサを用いる一例である。また、周辺光量シェーディング補正及び色むらの除去については、図１に示した例と実質的に同一の補正回路が利用可能である。

図１１に示す撮像装置１０１は、撮像対象からの画像光を受け入れるレンズ３、レンズ３から入力される画像光を、加法混色の３減色であるＲ（Red，赤）、Ｇ（Green，緑）およびＢ（Blue，青）に分解するプリズム５、プリズム５により分解されたＲ，ＧおよびＢの色毎の画像光を入力画像信号に変換するＣＭＯＳセンサ１０７（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を含む。

ＣＭＯＳセンサ１０７（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のそれぞれから出力される入力画像信号は、信号処理ブロック（ＤＳＰ）１１１において、各色成分毎にデジタル処理され、レンズ３の中心を通った画像光とレンズ３の周辺を通った画像光の光量の差を補正するシェーディング補正、および入力画像信号のコントラストを補正するガンマ（γ）補正等が施され、画像出力回路（カメラリンクドライバ）１３を経由して、詳述しないが、表示装置（モニタ装置）あるいは画像データ蓄積部（大容量記憶部）等に出力される。

以上説明したように、本発明の実施の形態の一つを用いることで、周辺光量シェーディングの影響を補正する際に、シェーディングレベルの大小に関係なく、正確に補正（領域補正）可能となる。また、過補正となることも抑止できる。すなわち、本シェーディング補正方式では、レンズの特性である周辺光量シェーディングイメージ領域が円であることを考慮した結果に基づき、補正も中心画像（画像中心）からの距離（すなわち円）を基準としていることにより、色成分により差が出ることのない（色むらが生じることのない）シェーディング補正が可能となる。特に、画面中心からの距離が一定以上となる領域において、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの信号が低下するレベルが一様でない場合に、画面中心に対する四隅で色ムラが生じることを抑止できる。また、過補正となることも抑止できる。しかも、補正値を記憶するためのメモリの容量も、低減できる。

また、レンズの周辺光量分布を記憶する必要がないため、レンズ交換可能なＣマウントタイプレンズにも使用でき、補正値を記憶するためのメモリの容量も、低減できる。すんわち、レンズを交換するごとに補正値を修正する必要がなくなるとともに、レンズ毎に、補正値を記憶する必要にもなくなる。

さらに、本方式では、補正領域も画面中央部からの円の大きさの制御により調整できるため、補正が必要ない領域についても過剰に補正することが抑止できる。

従って、３つのＣＣＤを用いる撮像装置において、周辺光量の低下に伴って色成分毎に信号レベルの低下が異なることの影響を容易に補正できる撮像装置および撮像方法が、低コスト、かつ容易に実現できる。

なお、本発明の内容はここに記述した形態だけに限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で、他にも様々な形態を取り得ることはいうまでもない。また、各実施の形態は、可能な限り適宜組み合わせて、もしくは一部を削除して実施されてもよく、その場合は、組み合わせもしくは削除に起因したさまざまな効果が得られる。

１，１０１…撮像装置、３…レンズ、５…色分解プリズム、７（Ｒ，Ｇ，Ｂ）…ＣＣＤセンサ、１０７…ＣＭＯＳイメージセンサ、９…前処理部、１１，１１１…ＤＳＰ（デジタル信号処理部）、１１ａ…白キズ補正部、１１ｂ…シェーディング補正部、１１ｃ…ガンマ（γ）補正部、１３…画像出力回路。

Claims (7)

1. 入力画像光を色成分毎に画像信号に変換する３つのＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサと、
   前記３つのＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサから出力される画像信号について、画面中央からの距離が所定の距離よりも大きな領域の画像信号について、画面中央からの距離が等しい円に従い、入力画像光の周辺光量シェーディングの影響により生じる色むらを補正するシェーディング補正回路と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記シェーディング補正回路は、画面中央のアドレスからの垂直距離と水平距離とを用いて求められる画素毎のアドレス距離の２乗を計算したのち、画面中央に最も近い距離ａの円、距離ａよりも画面中央からの距離が遠い距離ｂの円を定義し、距離ａの内側の画像光については補正を除外し、両者の値を変更しながら、メモリ使用量を一定量以内に維持して、周辺光量シェーディングの影響及び色むらを補正することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記シェーディング補正回路は、入力画像光を加法混色の３原色に分解して得られる各色の画像信号のうち、Ｇ（緑）を基準に残りの２つの色について、増幅もしくは減衰することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
4. 前記シェーディング補正回路は、画面の水平方向の左右方向について、独立して補正量を設定可能であることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
5. ３つのＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサから出力される画像信号について、
   画面中央からの距離が所定の距離よりも大きな領域の画像信号について、画面中央からの距離が異なる第１及び第２の円を規定し、
   画面中央からの距離が小さい円内は、補正を除外し、
   画面中央からの第１の円と画面中央からの第２の円の距離を変化させて規定される補正対象領域について、周辺光量シェーディング補正及び色むらの補正を行う
   ことを特徴とする撮像方法。
6. 前記シェーディング補正及び色むらの補正は、入力画像光を加法混色の３原色に分解して得られる各色の画像信号のうち、Ｇ（緑）を基準に残りの２つの色について、増幅もしくは減衰することを特徴とする請求項５記載の撮像方法。
7. 前記周辺光量シェーディング補正において、画面左右方向について、独立して補正量を設定可能であることを特徴とする請求項５記載の撮像方法。

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