JP2011223217A - 撮像装置及び撮像信号補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】どのレンズ口径のレンズを装着した場合でも、適正な撮像処理が行えるようにする。
【解決手段】イメージャを介して得た撮像信号の倍率色収差補正を、レンズ装置３０，４０に固有の補正係数を使って行う補正処理を行う。そして、レンズ装着部１１に装着されたレンズ装置３０又は４０の口径に対応したイメージャのサイズを判別し、その判別したサイズに応じて、倍率色収差補正用の補正係数を修正して、補正処理を実行させるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビデオカメラなどの撮像装置、及びその撮像装置に適用される撮像信号補正方法に関し、特にレンズ交換式の撮像装置に適用される技術に関する。

ビデオカメラなどの撮像装置として、イメージャで撮像して得た撮像信号に対して、倍率色収差補正を行うものがある。この倍率色収差補正は、撮像装置に装着されたレンズの収差に関する特性情報を取得して、その特性情報に基づいて、撮像信号の１フレーム内の各画素位置の信号（特に周辺画素の信号）に対して補正を行うものである。

この倍率色収差補正を行うことで、レンズの収差に基づいた画質劣化を防ぐことができ、良好な撮像が行える。

特許文献１に倍率色収差補正を行う例についての記載がある。特許文献１に記載のものは、レンズ交換ができる撮像装置についての記載があり、レンズ装置側に倍率色収差補正を行うためのレンズ特性情報を記憶させて、その記憶されたレンズ特性情報を撮像装置が読出して、補正処理を行うものである。この特許文献１に記載の構成によると、レンズ交換式の撮像装置においても、適切な倍率色収差補正が可能になる。

特開２００８−９６９０７号公報

ところで、レンズ交換式のビデオカメラなどの撮像装置においては、装着可能なレンズ装置の口径が決まっている。即ち、例えばビデオカメラ用のレンズ装置の代表的なサイズとして、２／３インチのイメージャ用のレンズ装置と、１／２インチのイメージャ用のレンズ装置とがある。２／３インチのイメージャとは、イメージャの撮像面の対角線の長さが２／３インチのことである。
それぞれのサイズのレンズ装置は、レンズマウント部の口径が異なり、ビデオカメラ側では、いずれのサイズのレンズを装着するのか決まっている。

このようにシステムによってサイズが決まってはいるが、レンズマウント部のサイズを変換する変換アダプタを介して、口径が異なるレンズ装置を撮像装置に装着することが可能である。具体的には、本来、１／２インチ用のレンズ装置が装着される撮像装置に、変換アダプタを介して、より口径が大きな２／３インチ用のレンズ装置を装着することが可能である。このように変換アダプタを介してサイズの異なるレンズを装着できることで、ユーザが既に所持しているレンズを有効に活用することができる。

ところが、レンズ口径が異なるレンズ装置を装着した場合には、上述した倍率色収差補正が正しくできない問題がある。即ち、倍率色収差補正は、画枠内の画素位置によって色収差の発生状況が変化するのを補正して、色収差のない撮像信号を得るものであるが、レンズの口径が異なると、レンズで生成される像高の画枠が、イメージャで撮像する信号の画枠と異なってしまう。

図５は、倍率色収差補正が必要な原理を示したものである。レンズＬを通過して結像する位置は、理想的なレンズではどの色でも変化がないことが好ましいが、実際には、赤色Ｒと青色Ｂと緑色Ｇとで、若干位置が変化する。特に、中心軸からずれた周辺位置で、図５に示すように、ずれ量が大きくなる。この各色で位置がずれてしまう状態は、レンズの特性に依存し、レンズの構成が異なると全く別のずれ状態になる。
ここで、倍率色収差補正処理では、ずれて撮像される３つの原色の画素位置が一致するように、画素位置を変換して補正するものである。即ち、図５に示した赤色Ｒの結像位置の画素信号と、青色Ｂの結像位置の画素信号と、緑色Ｇの結像位置の画素信号とが、同じ位置の画素信号となるように補正するものである。

上述したように、１／２インチ用のレンズが装着される撮像装置に、２／３インチ用のレンズ装置を装着した場合には、２／３インチ用の撮像装置で撮像する場合に比べて、望遠側にシフトした状態で撮像される。このため、装着された２／３インチ用のレンズ装置に設定された倍率色収差補正用の補正係数を、その装着されたレンズ装置から撮像装置が取得しても、画枠の違いのために、間違った強い補正が撮像装置で行われてしまう。このため、サイズの異なるレンズ装置を装着した場合には、画質が劣化する要因になってしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、どのサイズのレンズを装着した場合でも、適正な撮像処理が行えるようにすることを目的とする。

本発明は、イメージャを介して得た撮像信号の倍率色収差補正を、レンズ装置に固有の補正係数を使って行う補正処理を行う。そして、レンズ装着部に装着されたレンズ装置の口径のサイズを判別し、その判別したサイズに応じて、倍率色収差補正用の補正係数を修正して、補正処理を実行させるようにした。

このようにしたことで、レンズ口径が異なるサイズのレンズ装置が装着された場合には、撮像信号の倍率色収差補正を行う補正係数が修正されて、正しい補正係数で倍率色収差補正を行うことが可能になる。

本発明によると、どのサイズのレンズ口径のレンズ装置を装着した場合でも、正しい補正係数で倍率色収差補正を行うことが可能になり、レンズ口径に関係ない正しい倍率色収差補正での撮像が行える効果を有する。

本発明の一実施の形態によるカメラ装置とレンズ装置のシステム構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態によるカメラ装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態によるカメラ装置の補正係数の設定処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態による補正位置を示す説明図である。 倍率色収差補正が必要な原理を示す説明図である。

本発明の実施の形態を、以下の順序で説明する。
１．一実施の形態のシステム構成例（図１）
２．一実施の形態の撮像装置の構成例（図２）
３．補正係数の設定処理の説明（図３，図４）

［１．一実施の形態のシステム構成例］
以下、図１を参照して、本実施の形態のシステム構成例について説明する。
図１に示すように、撮像装置であるカメラ装置１０は、レンズマウント部１１を備えて、そのレンズマウント部１１にレンズ装置を装着することで、レンズ交換が自由に行えるものとしてある。ここで、レンズマウント部１１は、１／２インチ型レンズ装置３０が装着されるマウント部１１としてある。

装着される１／２インチ型レンズ装置３０は、鏡筒３１内にレンズが配置され、後端側にマウント部３２を有する。ここでの１／２インチ型とは、カメラ装置側のイメージャの撮像面の対角線の長さが１／２インチ用のレンズ装置であることを示す。マウント部３２は、カメラ装置側のマウント部１１に嵌るサイズのマウント部である。レンズ装置３０は、鏡筒３１内にメモリ３３が用意してあり、そのメモリ３３には、このレンズ装置３０に特有のデータが記憶される。レンズ装置３０に特有のデータとしては、レンズ形式のデータや、レンズの倍率色収差補正用補正係数などの各種補正係数のデータが記憶させてある。

また、図１に示すように、カメラ装置１０のレンズ装着部である、レンズマウント部１１には、２／３インチ型レンズ装置４０を、変換アダプタ５０を介して装着できる構成としてある。２／３インチ型レンズ装置４０の２／３インチとは、カメラ装置側のイメージャの撮像面の対角線の長さが２／３インチ用のレンズ装置であることを示し、一般には１／２インチ型レンス装置よりもレンズ口径が大きい。
この２／３インチ型レンズ装置４０は、レンズ鏡筒４１の後端に、２／３インチ型のサイズのレンズマウント部４２を有する。レンズ装置４０は、鏡筒４１内にメモリ４３が用意してあり、そのメモリ４３には、このレンズ装置４０に特有のデータが記憶される。レンズ装置４０に特有のデータとしては、レンズ形式のデータや、レンズの倍率色収差補正用補正係数などの各種補正係数のデータが記憶させてある。

変換アダプタ５０は、レンズマウント部５１が、２／３インチ型レンズ装置が装着されるマウント部であり、本体マウント部５２が、１／２インチ型レンズ装置用の本体に装着されるマウント部である。なお、変換アダプタ５０は、装着されたレンズ装置４０のメモリ４３の記憶データを、本体マウント部５２に接続された撮像装置本体側に中継する機能を有する。

［２．一実施の形態の撮像装置の構成例］
次に、撮像装置であるカメラ装置１０の内部構成について、図２を参照して説明する。
カメラ装置１０は、イメージャ１２を備える。イメージャ１２の前面には、図１に示したレンズマウント部１１を有し、レンズ装置２０又は３０が直接、又は変換アダプタ５０を介して装着される。
装着されたレンズ装置を介して得られる像高を、イメージャ１２の撮像面に結像させたとき、その結像した像高に対応した撮像信号を得る撮像処理が行われる。イメージャ１２は、１／２インチ型レンズ装置に対応した撮像面のサイズのイメージャである。イメージャ１２としては、ＣＣＤ型イメージセンサ、ＣＭＯＳ型イメージセンサなど、各種方式のものが適用可能である。

イメージャ１２に接続された読出回路１３で、撮像信号の読出しを行い、その読出された撮像信号を撮像処理部１４に供給する。撮像処理部１４では、撮像信号の各種補正処理を行って適正な信号とする処理を行う。例えば、倍率色収差補正処理を行う。また、周辺光量落ち補正処理を行うようにしてもよい。撮像処理部１４でのこれらの補正処理は、制御部２０の制御に基づいて実行される。制御部２０は、装着されたレンズ装置と、通信部であるインターフェース部１９を介して通信を行って、補正処理に必要な補正係数をレンズ装置内のメモリ３３又は４３から取得する。そして、その取得した補正係数で、制御部２０の制御で倍率色収差補正処理を行う。但し、装着されたレンズ装置が、２／３インチ型レンズ装置であることを制御部２０が判別した場合には、レンズ装置内のメモリから取得した補正係数の修正処理を行い、その修正された補正係数を使って補正演算処理を実行する。補正演算処理に必要なデータは、メモリ２１に記憶させてある。

撮像処理部１４で補正された撮像信号は、映像変換部１５に供給して、所定のフォーマットの映像信号とし、その変換された映像信号を、表示部１６に供給して表示させる。また、映像変換部１５で得られた映像信号を、記録部１７に供給して記録させる。さらに、映像変換部１５で得られた映像信号を、出力部１８に供給して外部に出力させる。

また、カメラ装置１０は、操作部２２を備え、その操作部２２のユーザによる操作で、各種設定が行える構成としてある。装着されたレンズ装置がメモリが内蔵されていないレンズ装置である場合には、メニュー画面などを表示させた上で、操作部２２によるユーザ操作で、補正係数を選択させることで設定して、メモリ２１に記憶させるようにしてもよい。

［３．補正係数の設定処理の説明］
次に、撮像処理部１４で倍率色収差補正処理を行う際の補正係数の設定処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。
まず、制御部２０は、カメラ装置１０に装着されたレンズ装置が、１／２インチ型レンズ装置か、２／３インチ型レンズ装置かを判別する（ステップＳ１１）。この判別処理は、例えばカメラ装置１０の電源投入時などに行う。あるいは、レンズ交換を検出したときに行う。
ここでの判別は、例えば装着されたレンズ装置内のメモリ（メモリ３３，４３）から読出したレンズ形式番号などから判別できる場合には、そのデータから判別する。また、変換アダプタ５０の装着の有無が検出できる場合には、その変換アダプタ５０の有無から判別する。さらに、このような自動的な判別ができない場合には、操作部２２のユーザ操作で、装着されたレンズサイズを登録させてメモリ２１に記憶させ、その登録されたレンズサイズのデータを読出して判別する。

そして、ステップＳ１１で判別したサイズが１／２インチ型レンズ装置である場合には、装着されたレンズ装置から、倍率色収差補正用の補正係数Ａｉが取得できるか否か制御部２０が判断する（ステップＳ１２）。この判断で、倍率色収差補正用の補正係数Ａｉが取得できると判断した場合には、該当する補正係数Ａｉをレンズ装置内のメモリ３３からインターフェース部１９が読出し、その読出した補正係数Ａｉを、制御部２０が補正用に設定する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１２で倍率色収差補正用の補正係数Ａｉがレンズ装置側から取得できない場合（つまりレンズ内にメモリがない場合）には、補正係数Ａｉをユーザ操作などで設定する（ステップＳ１４）。

また、ステップＳ１１で判別したサイズが２／３インチ型レンズ装置である場合には、装着されたレンズ装置から、倍率色収差補正用の補正係数Ａｉが取得できるか否か制御部２０が判断する（ステップＳ１５）。この判断で、倍率色収差補正用の補正係数Ａｉが取得できると判断した場合には、該当する補正係数Ａｉをレンズ装置内のメモリ４３からインターフェース部１９が読出して取得する。そして、その取得した補正係数Ａｉを、１／２インチ型イメージャ用の補正係数Ａｉ′に変換する（ステップＳ１６）。そして、変換された補正係数Ａｉ′を、制御部２０が補正用に設定する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１５で倍率色収差補正用の補正係数Ａｉがレンズ装置側から取得できない場合（つまりレンズ内にメモリがない場合）には、ステップＳ１４に移って、補正係数ａｉをユーザ操作などで設定する。

そして、ステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１７のそれぞれで補正係数Ａｉ又はＡｉ′が設定されると、ステップＳ１８に移って、その設定された補正係数Ａｉ又はＡｉ′を使用して、撮像処理部１４で倍率色収差補正を実行する（ステップＳ１８）。

ここで、倍率色収差補正の例について説明する。
倍率色収差補正は、次の［数１］式で実行される。

この式において、Ｙはイメージャ上での補正量［μｍ］、Ｘはイメージャの中心からの位置［μｍ］で、Ａｉが補正係数である。この距離で示される補正を、撮像処理部１４では、画素数の位置に変換するために、係数αｉを乗算した補正係数ａｉとする。即ち、ａｉ＝αｉ・Ａｉとして、この係数ａｉで倍率色収差補正を行う。この補正は、各原色信号ごとに異なる特性で行われる。
１／２インチ型レンズ装置が装着された場合には、そのままレンズ装置から読出した補正係数Ａｉを使って、このように補正が行われる。
そして、２／３インチ型レンズ装置が装着された場合には、さらに、補正係数Ａｉに変換係数Ｕｉを乗算する。即ち、ａｉ＝Ｕｉ・αｉ・Ａｉとして、係数ａｉを求めて倍率色収差補正を行う。
具体的には、１／２インチのイメージャの対角線は約８ｍｍであり、２／３インチのイメージャの対角線は約１１ｍｍであり、Ｕｉ＝（８／１１）^ｉとなる。

このように補正することで、図４に示したように、１／２インチのイメージャの有効画枠Ｖ１に対して、２／３インチのイメージャの有効画枠Ｖ２としたとき、撮像信号の隅の画素Ｚ１の補正は、画枠の隅Ｚ２の補正がそのまま適用されることはない。本例の場合には、画枠のサイズの違いが修正されて補正される。従って、レンズ装置のサイズが異なっても適正な補正ができる効果を有する。

ここまでの補正処理としては、倍率色収差補正について説明したが、周辺光量落ち補正を同様の処理で行うようにしてもよい。即ち、周辺光量落ち補正用の補正係数をレンズ装置から取得して、その取得した補正係数を、レンズのサイズに応じて修正するようにすればよい。この周辺光量落ち補正については、倍率色収差補正とは異なり、各色で同じ状態の補正を行う。

なお、ここまで示した実施の形態で説明したイメージャのサイズなどは、一例を示したものであり、上述した例に限定されるものではない。例えば、１／３インチのイメージャ用のレンズなど、別のサイズのレンズに適用してもよい。また、３種類以上のサイズに対応できるように、それぞれの修正用の係数を用意してもよい。
撮像信号の補正についても、倍率色収差補正と、周辺光量落ち補正について説明したが、レンズ特性に基づいて補正するものであれば、その他の特性を、同様の処理で補正するようにしてもよい。
また、上述した実施の形態では、ビデオカメラとしての撮像装置に適用した例としたが、いわゆる電子スチルカメラとしてのレンズ交換式の撮像装置など、その他の撮像装置に適用してもよい。

１０…カメラ装置、１１…レンズマウント部、１２…イメージャ、１３…読出回路、１４…撮像処理部、１５…映像変換部、１６…表示部、１７…記録部、１８…出力部、１９…インターフェース部、２０…制御部、２１…メモリ、２２…操作部、３０…１／２インチ型レンズ装置、３１…レンズ鏡筒、３２…マウント部、３３…メモリ、４０…２／３インチ型レンズ装置、４１…レンズ鏡筒、４２…マウント部、４３…メモリ、５０…変換アダプタ、５１…レンズマウント部、５２…本体マウント部

Claims (5)

1. レンズ装着部と、
   前記レンズ装着部に装着されたレンズ装置を介して得た像高が撮像面に結像されるイメージャと、
   前記イメージャから得た撮像信号に対して、倍率色収差補正を行う撮像処理部と、
   前記レンズ装着部に装着されたレンズ装置の口径に対応したイメージャのサイズを判別して、その判別したサイズに応じて、前記撮像処理部で倍率色収差補正を行う補正係数を修正する制御部とを備えた
   撮像装置。
2. 前記レンズ装着部に装着されたレンズ装置と通信する通信部を備え、
   前記制御部は、通信部で通信して得たレンズに保持されたデータから、前記サイズを判別する
   請求項１記載の撮像装置。
3. 前記制御部は、前記通信部での通信で、レンズ装置に保持された補正係数のデータを取得し、
   取得した補正係数のデータを、判別したサイズに基づいて変換し、その変換された補正係数で、前記倍率色収差補正を行う
   請求項２記載の撮像装置。
4. 前記撮像処理部は、周辺光量落ち補正を行い、
   前記制御部は、前記周辺光量落ち補正のための補正係数についても、前記レンズ装着部に装着されたレンズの口径のサイズに応じて修正する
   請求項３記載の撮像装置。
5. イメージャを介して得た撮像信号の倍率色収差補正を、レンズ装置に固有の補正係数を使って行う補正処理と、
   レンズ装着部に装着されたレンズ装置の口径に対応したイメージャのサイズを判別する判別処理と、
   前記判別処理で判別したサイズに応じて、前記補正係数を修正して、前記補正処理を実行させる制御処理とを行う
   撮像方法。

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