JP2013247435A

JP2013247435A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2013247435A
Application number: JP2012118417A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Satsuka; 智秋佐塚
Original assignee: Sigma Corp
Current assignee: Sigma Corp
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2013-12-09

Abstract

【課題】輝度シェーディング、色シェーディングを補正する方法は、交換レンズを装着可能なカメラを想定しており、撮影条件が多岐に及ぶため、シェーディングと相関性を持つパラメータの候補も複数となる。
【解決手段】撮影レンズ光学系と絞りと撮像素子とを有する撮像装置において、記憶手段と計算手段と補正手段とを有し、撮影レンズ光学系は、単焦点であり、記憶手段は、撮影画像データの信号値のむらを補正するための補正項を計算するための補正テーブルをフォーカスレンズ位置と絞り径とに対応させて記憶し、計算手段は、前記補正テーブルのうち、撮影画像データを取得した際のフォーカスレンズ位置と絞り径とに応じた補正テーブルを読み出し、読み出した補正テーブルより補正項を補間計算し、補正手段は、前記計算手段が計算した前記補正項を用いて、撮影画像データの信号値のむらを補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像データ補正処理を行う撮像装置に関するものである。

撮像素子は、レンズなどの光学系の特性による撮像面へ入射する光量の非均一性を別として、撮像素子を構成する画素の非均一性、画素と対応するマイクロレンズの位相ずれ、フィルタの染色むらなどに起因して、撮像面の受光特性に非均一性が生じることがある。この結果、輝度シェーディングまたは色シェーディングが問題となることがある。

このような輝度シェーディング、色シェーディングを補正する第１の方法として、予め輝度及び色が均一な面を撮影して、得られる画像データを複数のブロックに区切り、各ブロックのゲインを個別に求め記憶しておく。撮影した際に、前述のゲインを用いて画像データを補正する方法が知られている。

さらに第２の方法として、想定される撮影条件での撮像素子に対する光線の入射角度などのシェーディングと相関性を持つパラメータを計算しておく。撮影時は、撮影条件での光線の入射角度などのパラメータから最適な補正項を補間計算し、この計算によって求めた補正項を用いて画像データを補正する方法が知られている。（例えば、特許文献１）

特願２０１１−１０９５９６号公報

しかしながら、上記の輝度シェーディング、色シェーディングを補正する方法は、交換レンズを装着可能なカメラを想定しており、撮影条件が多岐に及ぶため、シェーディングと相関性を持つパラメータの候補も複数となる。

さらに、記憶装置は、パラメータの候補の中から選択したパラメータも複数の撮影条件でのパラメータを記憶しなければならず、記憶するのに要する容量も膨大になる。

加えて、実際の撮影画像を補正するための補正項を計算するのに用いる補正テーブルを得るための調整工程も煩雑になる。また、補正テーブルから補正項を得るために複雑な計算が必要となり、画像処理に膨大な時間を要していた。

単焦点かつ単一レンズを使用する撮像装置に対して、上記特許文献１に記載の発明を適用する場合も複雑な計算を行う故に余計な時間を要していた。本発明は、絞り径とフォーカスレンズ位置とをパラメータとすることでパラメータを計算により求める必要をなくし、記憶するパラメータの設定条件も必要最低限とすることで、記憶するのに要する容量の削減と調整工程の簡略化とを行う。これにより、少ない計算で補正係数を得ることが可能となり、より簡易に精度よく撮影条件に応じたシェーディング補正を行う撮像装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明は、撮像装置であって、撮影レンズ光学系と絞りと撮像素子とを有し、撮像素子が光を検出することで撮影画像データを取得する撮像装置において、記憶手段と計算手段と補正手段とを有し、撮影レンズ光学系は、単焦点であり、記憶手段は、撮影画像データの信号値のむらを補正するための補正項を計算するための補正テーブルをフォーカスレンズ位置と絞り径とに対応させて記憶し、計算手段は、前記補正テーブルのうち、撮影画像データを取得した際のフォーカスレンズ位置と絞り径とに応じた補正テーブルを読み出し、読み出した補正テーブルより補正項を補間計算し、補正手段は、前記計算手段が計算した前記補正項を用いて、撮影画像データの信号値のむらを補正することを特徴とする撮像装置。

また、上記の課題を解決するための第２の発明は、第１の発明である撮像装置であって、記憶手段に記憶される絞り径は、最小絞り径と最大絞り径と変化絞り径とのいずれから選択することを特徴とする撮像装置。

また、上記の課題を解決するための第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の撮像装置であって、記憶手段に記憶した補正テーブルの絞り径とフォーカスレンズ位置とからそれぞれ補間計算することで、前記補正項の絞り径とフォーカスレンズ位置とをそれぞれ内分点又は外分点として求めることを特徴とする撮像装置。

また、上記の課題を解決するための第４の発明は、第１の発明乃至第３の発明のいずれかの撮像装置であって、記憶手段に記憶されるフォーカスレンズ位置は、最短撮影距離と無限遠とを含むことを特徴とする撮像装置。

本発明は、単焦点かつ単一レンズを使用する撮像装置に対して、必要最低限の絞り径とフォーカスレンズ位置を記憶することで、カメラの個体ごとに最適な補正テーブルを記録させるという調整工程の簡略化と補正テーブルを記録するのに使用する記憶の容量を削減し、より簡易に精度よく実際に撮影した条件に応じたシェーディング補正を行うことが可能である。

本発明に係る画像処理方法を適用した撮像装置の構成を示した構成図である。本発明に係る個体調整工程のフローチャートである。本発明に係る撮影時補正項計算工程のフローチャートである。実際に撮影した画像データに用いる補正項を計算する際に読み出す４つの補正テーブルの選出方法を示す概念図であり、図４ａは第１の実施例に対応した図であり、図４ｂは第２の実施例に対応した図である。実際に撮影した画像データをブロックごとに分割する概念図である。図３のステップ＃１３を詳細に説明するフローチャートである。図６は第１の実施例に対応したフローチャートである。図３のステップ＃１３を詳細に説明するフローチャートである。図７は第２の実施例に対応したフローチャートである。実際に撮影した画像データに用いる補正項から、撮影画像データの各画素に与えるべきゲインを計算する方法を示す概念図である。周辺画素に着目して絞り径Ｆ２．８からＦ１６．０までの各絞り径における、周辺光量落ち量の変化を示した図である。

以下、添付の図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明に係る画像処理方法を適用した撮像装置の構成を示した構成図である。

本発明の撮像装置に用いるレンズは、単焦点レンズであり、かつ撮像装置にレンズが固定されているなどして使用されるレンズが特定されている。

１００は、概ね円筒形状を有した単焦点レンズである。単焦点レンズ１００は、内部にフォーカスレンズ１０１及び絞り１０２を備えている。

１０１は、フォーカス時に移動するフォーカスレンズである。フォーカスレンズ１０１は、フォーカス制御部１１２によって駆動を制御される。

１０２は、絞りである。絞り１０２は、絞り制御部１１３によって駆動を制御される。

１０３は、フィルタである。フィルタ１０３は、赤外線などの撮像素子にとって不要な波長の光線を反射若しくは吸収するものやローパスフィルタなどである。

１０４は、撮像素子である。撮像素子１０４は、単焦点レンズ１００とフィルタ１０３を通して入射した光を画像信号に変換するＣＭＯＳやＣＣＤである。

１０５はＣＤＳ回路である。かかるＣＤＳとはＣｏｒｒｅｌａｔｅｄＤｏｕｂｌｅＳａｍｐｌｉｎｇの略であり、相関二重サンプリングを示す。ＣＤＳ回路１０５は、相関二重サンプリングを行い、ＣＣＤの内部で走査転送する際に生じるリセットノイズを、信号のフィードスルー部分の電圧とデータ部分の電圧の差分を検出し、この差分をキャンセルすることでリセットノイズを除去し、正確な信号レベルを計算するものである。

１０６は、可変電気アンプである。可変電気アンプ１０６は、信号電荷の増幅を行う。

１０７は、画像信号変換部である。画像信号変換部１０７は、撮像素子１０４の検出した画像信号の増幅を行う可変電気アンプやアナログである画像信号をデジタル信号の画像データへ変換するＡＤ変換機などを備える。

１０８は、画像処理部である。画像処理部１０８は、撮影された画像信号に各種処理を施す。画像処理部１０８は、補正項調整計算回路１０８ａ及び補正回路１０８ｂを備える。

補正項調整計算回路１０８ａは、ＣＰＵ１１１からの撮影条件と補正テーブル記憶装置２０１に記憶された補正テーブルとから補正項Ｇを計算する。なお、補正項調整計算回路１０８ａは、計算手段に該当する。

補正回路１０８ｂは、補正項調整計算回路１０８ａにて計算された補正項Ｇから画像データ全体の各画素に与えるべきゲインを計算し、計算されたゲインをそれぞれの画素の信号値に乗算除算することでシェーディング補正を行う。なお、補正回路１０８ｂは、補正手段に該当する。

１０９は、表示装置である。表示装置１０９は、例えば液晶や有機ＥＬなどを用いる。

１１０は、撮影した画像データを記憶するための記憶装置である。記憶装置１１０は、例えば撮像装置に着脱自在なＳＤメモリカード（登録商標）、マルチメディアカード（登録商標）、ｘＤピクチャカード（登録商標）、スマートメディア（登録商標）などの記録媒体を用いる。

１１１は、ＣＰＵである。ＣＰＵ１１１は、フォーカス制御部１１２、絞り制御部１１３の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ１１１は撮影時のフォーカスレンズ位置、絞り径などの撮影条件を読み出す。

２０１は、補正テーブル記憶装置である。補正テーブル記憶装置２０１は、補正テーブル計算回路３０１が計算したブロックごとのゲインの集合である、補正テーブルを記憶する。補正テーブルは、補正テーブル記憶装置２０１に図４ａ、図４ｂのように、絞り径とフォーカスレンズ位置が関連付けられたテーブルの形式で記憶されている。なお、補正テーブル記憶装置２０１は、記憶手段に該当する。

３０１は、補正テーブル計算回路である。補正テーブル計算回路３０１は、ブロックごとのゲインの集合である補正テーブルを計算する。補正テーブルの具体的な計算方法は、フォーカスレンズ位置と絞り径を変更して撮影することで予め取得した一定光源の画像データを図５のような形でむらを補正するのに十分な数の複数のブロックに分割し、ブロックごとに信号値の平均値を計算し、得られる信号値の色信号比が全画面で均一となるように、各ブロックに与えるべきゲインをブロックの信号値の平均値の逆数として求める。

次に、本発明における撮像装置の行う画像データ補正処理について説明する。画像データ補正処理は、大きく分けると個体調整の工程、補正テーブルの調整計算の工程、補正の工程の３つの工程から構成される。以下にこの３つの工程を順に追って説明する。

第１の実施例について説明する。

最初に、個体調整の工程について説明する。

個体調整の工程は、カメラの個体ごとに最適な補正テーブルを記録させる工程である。個体調整の工程は図２のフローチャートに従って行う。

今後、使用する文字列について説明する。撮影時の絞り径をＦ、フォーカスレンズ位置をＤとする。実際に撮影した画像データに適用する補正項を補正項Ｇとする。

ステップ＃１は、フォーカスレンズ位置を設定する。フォーカスレンズ位置の設定順序は、最短撮影距離ＭＯＤ、無限遠ＩＮＦの順である。初めてステップ＃１を実行する場合、フォーカスレンズ位置は、最短撮影距離ＭＯＤへ設定する。ステップ＃６から戻ってきてステップ＃１を実行する場合、フォーカスレンズ位置は、無限遠ＩＮＦへ設定する。

ステップ＃２は、レンズの絞り径を設定する。レンズの絞り径の設定順序は、Ｆ８．０、Ｆ４．０、Ｆ２．８の順である。

ステップ＃１にて、フォーカスレンズ位置を設定した後、ステップ＃２を実行する場合、レンズの絞り径はＦ８．０へ設定する。ステップ＃５から戻ってきてステップ＃２を実行する場合、戻ってきた際のレンズの絞り径がＦ８．０であれば、Ｆ４．０へ設定を変更する。同様にレンズの絞り径が、Ｆ４．０であれば、Ｆ２．８へ設定を変更する。

ステップ＃３は、ステップ＃１とステップ＃２にて設定したレンズの条件で、一定光源を撮影して画像データを取得する。

ステップ＃４は、補正テーブル計算回路３０１が、ステップ＃３にて取得した画像データから各ブロックのゲインを計算する。そして、補正テーブル記憶装置２０１は、計算したゲインを記憶する。ゲインの計算方法は、後述する。

ゲインの計算方法は、補正テーブル計算回路３０１が、ステップ＃３において取得した画像データを図５に示すような形で、むらを補正するために複数のブロックに分割する。分割したブロックごとに与えるべきゲインは、ブロックごとでの信号値の色信号比が全画面で均一となるように、ブロックごとでの信号値の平均値を逆数として、この逆数の比率として求める。計算されたブロックごとのゲインの集合である補正テーブルは、図４ａのようにそれぞれのフォーカスレンズ位置と絞り径に対応した補正テーブルとして、補正テーブル記憶装置２０１に記憶される。

また、補正項Ｇにてレンズなどの光学系の特性による撮像面へ入射する光量の非均一性も補正する場合は、ブロックごとの信号値の平均値と画面中心のブロックの平均値に対する比率の逆数としてゲインを計算する。

また、補正項Ｇにて撮像面の受光特性の非均一性のみを補正する場合は、ブロックごとの信号値の平均値と画面中心のブロックの平均値に対する比率の逆数としてゲインを計算した後、個体調整の工程において使用される光学系から撮像面へ入射する光量と当該ブロック位置の撮像素子中心に対する比率の逆数を除算することで計算することが可能である。

ステップ＃５は、補正テーブル計算回路３０１が、指定した全ての絞り径でゲインを取得したか否かを判断する。第１の実施例における全ての絞り径は、Ｆ８．０、Ｆ４．０、Ｆ２．８の３種類を想定している。

例えば、ステップ＃５の補正テーブル計算回路３０１は、絞り径がＦ８．０であると、絞り径の設定順から絞り径がＦ４．０とＦ２．８でのゲインを取得していないと判断する。つまり、指定した全ての絞り径でのゲインを取得していないと判断する。全ての絞り径でのゲインを取得していないと判断した場合は、ステップ＃２へ戻り、一段大きな絞り径をＦ４．０に設定し、以降のステップを進める。

補正テーブル計算回路３０１の判断時の絞り径が、Ｆ４．０の場合も同様である。但し、この場合、設定する絞り径は、Ｆ２．８となる。

第１の実施例は、ゲインを得る絞り径がＦ８．０、Ｆ４．０、Ｆ２．８の順のため、絞り径がＦ２．８の時のゲインを取得した場合は、ステップ＃５の補正テーブル計算回路３０１は、３種類の全ての絞り径でのパターンでデータを取得していると判断する。ステップ＃６へ進む。

ステップ＃６は、補正テーブル計算回路３０１が全てのフォーカスレンズ位置にてゲインを取得したか否かを判断する。第１の実施例における全てのフォーカスレンズ位置とは、最短撮影距離ＭＯＤと無限遠ＩＮＦの２種類を想定している。ステップ＃１のフォーカスレンズ位置の設定順序は、最短撮影距離ＭＯＤ、無限遠ＩＮＦの順となる。

例えば、ステップ＃１でフォーカスレンズ位置を最短撮影距離ＭＯＤに設定して、各ステップを進み、ステップ＃６へ進む。補正テーブル計算回路３０１は、フォーカスレンズ位置を確認する。確認してフォーカスレンズ位置が最短撮影距離ＭＯＤであった場合、無限遠ＩＮＦでのゲインを取得していないと判断する。つまり、全てのフォーカスレンズ位置でのゲインを取得していないと判断する。

ステップ＃６で補正テーブル計算回路３０１が、全てのフォーカスレンズ位置でのゲインを取得していないと判断した場合は、ステップ＃１に戻り、フォーカスレンズの位置を無限遠ＩＮＦに設定を変更する。そして、ステップ＃２、ステップ＃３、ステップ＃４、ステップ＃５とステップを進める。

ステップ＃６で補正テーブル計算回路３０１が、無限遠ＩＮＦでのゲインを取得していると判断した場合、補正テーブル計算回路３０１は、全てのフォーカスレンズ位置でのゲインを取得したと判断する。ステップ＃７へ進む。

ステップ＃７は、これまでステップ＃１からステップ＃４までの間に取得した全てのフォーカスレンズ位置と全ての絞り径においての６パターンのゲインをそれぞれフォーカスレンズ位置と絞り径とを関連付けて補正テーブル記憶装置２０１に記憶し、補正テーブルを作成する。全てのフォーカスレンズ位置と全ての絞り径において補正テーブルの作成が完了すると、個体調整の工程は、終了する。補正項調整計算の工程へ進む。

ここで、シェーディング補正のための補正項を計算する基となる補正テーブルのパラメータとして、フォーカスレンズ位置と絞り径とを選択した理由を述べる。

本発明に用いる光学系の単焦点かつ単一のレンズの場合、シェーディングに影響を及ぼす主な要因は、フォーカスレンズ位置と絞り径となる。例えば、同じ絞り径であったとしても、フォーカスレンズ位置が異なればシェーディングも異なる。また、同じフォーカスレンズ位置であったとしても、絞り径が異なれば同様にシェーディングも異なる。なぜなら、絞り径やフォーカスレンズ位置が変わることで、入射角度などの光学的特性が変化し、撮像素子へ到達する光も変化することとなる。この変化に伴い、画像に現れるシェーディングも変化するからである。よって、本発明ではフォーカスレンズ位置と絞り径とをシェーディング補正を行う補正項を計算する基となる補正テーブルのパラメータに選択した。

次に、補正項調整計算の工程について説明する。

補正項調整計算の工程は、補正テーブルを実際に撮影した画像データに用いるのに最適な補正項Ｇに調整する工程である。図３は補正項調整工程のフローチャートである。

個体調整の工程終了後、補正を施される画像データを撮影する。すると、ステップ＃１１は、フォーカス制御部１１２、絞り制御部１１３からそれぞれ撮影時のフォーカスレンズ位置Ｄ、絞り径Ｆを読み出す。

ステップ＃１２は、ステップ＃１１にて読み出した撮影時のフォーカスレンズ位置Ｄ及び絞り径Ｆの逆数を用いて補正項Ｇの計算に必要な補正テーブルを補正テーブル記憶装置２０１から読み出す。

図４ａは、実際に撮影した画像データに用いる補正項Ｇを計算する際に読み出す４つの補正テーブルの選出方法を示す概念図である。

撮影時の絞り径の逆数を縦軸に、同じく撮影時のフォーカスレンズ位置を横軸に取る図４ａのような二次元平面を考える。この二次元平面上に補正テーブル記憶装置２０１に記憶されている複数の補正テーブルに対応する撮影時のフォーカスレンズ位置Ｄ及び撮影時の絞り径Ｆをプロットし、隣り合う点を破線で結び、破線のようなブロックを考える。ステップ＃１２は、この二次元平面上に撮影時のフォーカスレンズ位置Ｄ及び撮影時の絞り径Ｆの逆数をプロットし、補正テーブル記憶装置２０１に記憶されている補正テーブルの中からその点を含むようなブロックを構成する４つの点に対応する補正テーブルを読み出す。

ステップ＃１３は、ステップ＃１２にて読み出した４つの補正テーブルに対して、撮影時のフォーカスレンズ位置Ｄ及び絞り径Ｆを用いて、各ブロックのゲインごとに補間演算を行い、実際に撮影した画像データに用いる補正項Ｇを計算する。具体的な方法は、後述する。

図６に示すフローチャートを用いて図３のステップ＃１３に記載の撮影時補正項計算について詳しく説明する。

補正テーブルから実際に撮影した画像データに用いる補正項Ｇを得るまでの流れを説明する。

ステップ＃１２にて読み出した補正テーブルを用いて仮補正項Ｇ_Ｆを計算する。この仮補正項Ｇ_Ｆを用いて計算することで、実際に撮影した画像データに用いる補正項Ｇを求める。

仮補正項Ｇ_Ｆは、読み出した４つの補正テーブルの中から絞り径が同じ２つの補正テーブルを用いて計算する。よって、読み出した４つの補正テーブルから絞り径の異なる２つの仮補正項Ｇ_Ｆが計算されることとなる。この２つの仮補正項Ｇ_Ｆから後述する計算式を用いて実際に撮影した画像データに用いる補正項Ｇを計算する。

また、仮補正項Ｇ_Ｆは、フォーカスレンズ位置を考慮したものとなっている。具体的には、いずれの絞り径Ｆであろうとも撮影時のフォーカスレンズ位置Ｄは、最短撮影距離ＭＯＤと無限遠ＩＮＦの間のどこかである。故に、最短撮影距離ＭＯＤと無限遠ＩＮＦの補正項テーブルから補間計算することで、撮影時のフォーカスレンズ位置Ｄが反映された仮補正項Ｇ_Ｆを計算することが可能である。

今後、使用する文字列について説明する。撮影時の絞り径をＦ、フォーカスレンズ位置をＤとする。実際に撮影した画像データに適用する補正項を補正項Ｇとする。補正項Ｇを計算する際に用いる絞り径がＦ２．８の時の仮補正項Ｇ_ＦをＧ_Ｆ２．８、絞り径がＦ４．０の時の仮補正項Ｇ_ＦをＧ_Ｆ４．０、絞り径がＦ８．０の時の仮補正項Ｇ_ＦをＧ_Ｆ８．０、とする。絞り径Ｆの仮補正項Ｇ_Ｆを計算する際に用いる２つの補正テーブルのうち絞り径Ｆの無限遠ＩＮＦをＩＮＦ＿Ｇ_Ｆ、絞り径Ｆの最短撮影距離ＭＯＤをＭＯＤ＿Ｇ_Ｆとする。

補正テーブルを用いて仮補正項Ｇ_Ｆを求める計算と仮補正項Ｇ_Ｆを用いて補正項Ｇを求める計算は、補正項調整計算回路１０８ａによって行われる。

ステップ＃６００は、ステップ＃１２にて読み出した２つの補正テーブルの絞り径と撮影時の絞り径Ｆとフォーカスレンズ位置Ｄを取得する。

ステップ＃６０１は、ステップ＃６００にて取得した２つの補正テーブルの絞り径について仮補正項Ｇ_Ｆを以下の数１を用いて計算する。計算によってＧ_{Ｆ２．８、}Ｇ_{Ｆ４．０、}Ｇ_Ｆ８．０のうちの補正項Ｇを計算するのに必要な２つの仮補正項Ｇ_Ｆを得ることができる。

以後のステップ＃６０２、ステップ＃６０４、ステップ＃６０６では、撮影時の絞り径Ｆを判別している。これは、撮影時の絞り径Ｆによって補正項Ｇを計算するために用いる式が変わるためである。

具体的には、絞り径Ｆによって補正項Ｇを計算するために用いる式が変わるのは、絞り径Ｆによって、選択する補正テーブルが変わるためである。補正テーブル記憶装置２０１に記憶されている補正テーブルの中から絞り径Ｆに適切な補正テーブルを選択し、補正テーブルにより補間計算の式を変更することで精度よく補正項Ｇを求めることが可能となるからである。

ステップ＃６０２は、ステップ＃６００にて取得した、撮影時の絞り径Ｆを判別する。絞り径Ｆの逆数が、１／絞り径Ｆ＝１／２．８を満たす場合は、ステップ＃６０３へ進む。満たさない場合は、ステップ＃６０４へ進む。

ステップ＃６０３は、撮影した画像データに適用する補正項Ｇは、ステップ＃６０１にて計算したＧ_Ｆ２．８に決定する。補正項Ｇの計算が終了する。撮影時補正項計算工程も終了し、次の補正の工程へ進む。仮補正項Ｇ_Ｆ２．８が、補正項Ｇに決定する理由は、撮影時の絞り径Ｆが、Ｆ２．８であった場合、調整工程にて補正テーブルとして取得した際の撮影条件と等しい。故に、そのまま仮補正項Ｇ_Ｆ２．８を補正項Ｇとすることが可能となるからである。

ステップ＃６０４は、ステップ＃６００にて取得した、撮影時の絞り径Ｆを判別する。絞り径Ｆの逆数が、１／絞り径Ｆ≧１／４．０を満たす場合は、ステップ＃６０５へ進む。満たさない場合は、ステップ＃６０６へ進む。

ステップ＃６０５は、以下の数２を用いて補正項Ｇを計算して求める。計算結果を撮影した画像データに適用する補正項Ｇへ決定する。補正項Ｇの計算が終了する。撮影時補正項計算工程も終了し、次の補正の工程へ進む。

ステップ＃６０６は、ステップ＃６００にて取得した、撮影時の絞り径Ｆを判別する。絞り径Ｆの逆数が、１／絞り径Ｆ≧１／８．０を満たす場合は、ステップ＃６０７へ進む。満たさない場合は、ステップ＃６０８へ進む。

ステップ＃６０７は、以下の数３を用いて補正項Ｇを計算して求める。計算結果を撮影した画像データに適用する補正項Ｇへ決定する。補正項Ｇの計算が終了する。撮影時補正項計算工程も終了し、次の補正の工程へ進む。

ステップ＃６０８は、撮影した画像データに適用する補正項Ｇをステップ＃６０１にて計算したＧ_Ｆ８．０に決定する。補正項Ｇの計算が終了する。撮影時補正項計算工程も終了し、次の補正の工程へ進む。

補正項ＧにＧ_Ｆ８．０を決定する理由としては、撮影時の絞り径Ｆが、Ｆ８．０であった場合、レンズのデータによっては、絞り径がＦ８．０からＦ１６．０までは、光学的要因などから周辺光量の落ち量が変わらないからである。故に、絞り径がＦ８．０からＦ１６．０の場合、各絞り径の補正項Ｇを求めるのにＦ８．０の補正テーブルを用いることが可能である。

但し、ステップ＃６０８は、以下の数４を用いて補正項Ｇを計算して求めてもよい。なぜなら、図９に示すような周辺光量の落ち量を示す場合、絞り径がＦ８．０からＦ１６．０までの周辺光量の落ち量はほぼ横ばいであるが、実際に撮影された画像への周辺光量落ちによる影響度合いによっては、以下の数４と補正テーブル記憶装置２０１に記憶してある補正テーブルを用いて、補正項Ｇを求めるので記憶量を増やすことなく求めることが可能であるからである。

上記どちらの方法で補正項を求めるかは、適宜判断すればよい。

ステップ＃６０８で、以下の数４を用いて補正項Ｇを計算して求めた場合、計算結果を撮影した画像データに適用する補正項Ｇへ決定する。補正項Ｇの計算が終了する。撮影時補正項計算工程も終了し、次の補正の工程へ進む。

最後に、補正の工程について説明する。

補正の工程は、補正項Ｇの調整計算の工程で計算され、実際に撮影した画像データに適用する補正項Ｇから、各画素に最適な形に調整して撮影した画像データの各画素に与えるべきゲインを計算し、各画素の値に乗算する工程である。また、与えるべきゲインは、２パターンある。

第１のパターンと第２のパターンは、シェーディング補正する範囲が異なる。具体的には、第１のパターンは、撮像面の受光特性の非均一性に加え、レンズなどの光学系の特性による撮像面へ入射する光量の非均一性を含めたシェーディングを補正する。第２のパターンは、撮像面の受光特性の非均一性を起因としたシェーディングのみ補正する。

撮像面の受光特性の非均一性を起因とするとする周辺光量落ちを、撮像面を起因とする周辺光量落ち量とする。レンズなどの光学系の特性による撮像面へ入射する光量の非均一性を起因とした周辺光量落ち量を、光学を起因とする周辺光量落ち量とする。

第１のパターンについて具体的に説明する。

ステップ＃７で補正テーブルとして補正テーブル記憶装置２０１に記憶させたゲインは、撮像面を起因とする周辺光量落ち量と光学を起因とする周辺光量落ち量と両方を含めたシェーディングを補正することを考慮して設定されたものである。
従って、補正項Ｇから求めた実際に撮影した画像に適用するゲインも撮像面を起因とする周辺光量落ち量と光学を起因とする周辺光量落ち量と両方を含めたシェーディングを補正することを考慮されたゲインとなる。

図８は、実際に撮影した画像データに適用する補正項Ｇから、実際に撮影した画像データの各画素に与えるゲインを計算する方法を示す概念図である。

実際に撮影した画像データの各画素に与えるべきゲインは、ゲインを計算する画素の座標を中心に置く４つのブロックに対応するゲインを、座標を重みパラメータとした補間計算をすることで得られる。例えば、図８に示すように、実際に撮影した画像の左からｉ番目、上からｊ番目のブロックの座標を（ｉ，ｊ）とする。このブロックの中心の座標を（Ｘ（ｉ），Ｙ（ｊ））とする。次に、ブロックの中心の座標に適用するゲイン量をＧ（ｉ，ｊ）とする。この場合、ブロック（ｉ，ｊ）内にある画素の座標を（ｘ，ｙ）とすると、撮影した画像データの画素（ｘ，ｙ）に与えるゲインｇ（ｘ，ｙ）は以下の数５に従って補正回路１０８によって計算される。

以上に述べたように計算によって求めた実際に撮影した画像データの各画素に与えるべきゲインをそれぞれの画素の値に乗算する。これにより、補正の工程が終了する。

次に、第２のパターンについて具体的に説明する。

第２のパターンは、ステップ＃７で補正テーブルとして補正テーブル記憶装置２０１に記憶させたゲインが、第１のパターンと異なる。第２のパターンのゲインは、補正テーブル記憶装置２０１にゲインを記憶する前に、レンズデータより撮像素子の中心からの距離と周辺光量の落ち量との関係を求めた関数を用いてゲインに乗算する。乗算したゲインを補正テーブル記憶装置２０１に記憶する。その後のプロセスは、第１のパターンと同様に進める。その結果、第２のパターンでは、撮像面の受光特性の非均一性のみを補正することとなる。

次に、レンズデータより撮像素子の中心からの距離と周辺光量の落ち量との関係を求めた関数について説明する。

レンズの周辺光量の落ち量は、撮像素子の中心から離れていくにつれて増えていくという特性がある。また、レンズは回転対称である。以上の２点から、例えば、撮像素子上の像高が５割の地点であれば、いずれの地点であろうとも周辺光量の落ち量は、等しい量となる。以上のことから、レンズデータより周辺光量の落ち量は、撮像素子の中心からの距離によって求めることができる。各絞り径ごとの撮像素子の中心からの距離と周辺光量の落ち量との関係を関数として求めておくことで、絞り径から適用する関数を選択し、選択した関数を用いて撮像素子の中心からの距離により周辺光量の落ち量を求めることが可能である。求めた周辺光量の落ち量は、光学を起因とする周辺光量落ち量となる。

また、以上の関数から求めた光学を起因とする周辺光量落ち量が、ゲインに占める割合を求める。なぜなら、乗算前のゲイン（＝第１のパターンのゲイン）は、撮像面を起因とする周辺光量落ち量と光学を起因とする周辺光量落ち量との両方の周辺光量落ち量を補正するゲインである。求めた割合を全体から減算して、残った割合をゲイン（＝第１のパターンのゲイン）に乗算することで撮像面の受光特性の非均一性のみを補正するゲイン（＝第２のパターンのゲイン）となる。

ゲインへの乗算は、個体調整工程のステップ＃６の全ての絞り径と全てのフォーカスレンズ位置でのゲインを取得後で、ステップ＃７の補正テーブル記憶装置２０１に記憶する前に、パソコンなどの外部機器で行うことが望ましい。

具体的には、撮像装置をパソコンなどの外部機器に接続しておきステップ＃６までに取得した全ての絞り径と全てのフォーカスレンズ位置でのゲインを一度外部機器へ送り外部機器で前述した乗算を行う。乗算を行ったゲインは、撮像装置へ戻されて補正テーブル記憶装置２０１に記憶される。こうすることで、撮像装置の記憶に要する容量を増やすことがなくて済む。

以上のことから、この関数を用いて補正テーブル記憶装置２０１に記憶する前のゲイン（＝第１のパターンのゲイン）に乗算することで、ゲインは、撮像面の受光特性の非均一性を起因としたシェーディングのみ補正するゲインとなる。

そして計算された補正項Ｇのゲインを各画素の値に乗算し、補正の工程を終了する。かかる処理は第１のパターンと同じであるため、説明を省略する。

そして、第１のパターン、第２のパターンのいずれかにおいて補正の工程が終了すると、補正された撮影画像データは、画像処理１０８により、ホワイトバランス補正、ノイズ処理、ガンマ補正などを施され、表示装置１０９や記録装置１１０に出力される。

次に、第２の実施例における画像データ補正処理を行う撮像装置について説明する。

第２の実施例の画像データ補正処理を行う撮像装置の要部構造と制御系は、第１の実施例の撮像装置と同様のため、構成に関する説明は省略する。

第２の実施例における個体調整の工程について説明する。

第２の実施例においても、実際に撮影した画像データ補正は、大きく分けて個体調整の工程、補正項Ｇの調整計算の工程、補正の工程の３つの工程からなる。補正の工程に関しては、第１の実施例と全く同様の処理であるため、説明を省略する。

第２の実施例の説明を行うために使用する文字列は、第1の実施例と同様である。

第２の実施例の撮像装置に用いるレンズは、第１の実施例の撮像装置に用いるレンズと同様に単焦点レンズであり、かつ撮像装置にレンズが固定されているなどして使用されるレンズが特定されている。

前述したように、個体調整の工程とは、カメラの個体ごとに最適な補正項を記録させる工程である。個体調整の工程は、図２のフローチャートに従って行う。

ステップ＃１は、レンズのフォーカスレンズ位置を設定する。フォーカスレンズ位置の設定順序は、最短撮影距離ＭＯＤ、最短撮影距離ＭＯＤと無限遠ＩＮＦの間である中間撮影距離ＭＩＤ、無限遠ＩＮＦの順である。初めてステップ＃１を実行する場合、フォーカスレンズ位置は、最短撮影距離ＭＯＤへ設定する。ステップ＃６から戻ってきてステップ＃１を実行する場合、戻ってきた際のフォーカスレンズ位置が、最短撮影距離ＭＯＤであれば、中間撮影距離ＭＩＤへ設定を変更する。同じくフォーカスレンズ位置が、中間撮影距離ＭＩＤであれば、無限遠ＩＮＦへ設定を変更する。

ステップ＃２は、レンズの絞り径を設定する。レンズの絞り径の設定順序は、Ｆ８．０、Ｆ４．０、Ｆ２．８の順である。ステップ＃１にて、フォーカスレンズ位置を設定した後、ステップ＃２を実行する場合、レンズの絞り径はＦ８．０へ設定する。ステップ＃５から戻ってきてステップ＃２を実行する場合、戻ってきた際のレンズの絞り径がＦ８．０であれば、Ｆ４．０へ設定を変更する。同様にレンズの絞り径が、Ｆ４．０であれば、Ｆ２．８へ設定を変更する。

ステップ＃４は、ステップ＃３にて取得した画像データから補正テーブル計算回路３０１が、各ブロックのゲインを計算する。補正テーブル記憶装置２０１は、計算したゲインを記憶する。ゲインの計算方法は、第一の実施例と同様であるので省略する。

ステップ＃５は、補正テーブル計算回路３０１が、指定した全ての絞り径でゲインを取得したか否かを判断する。第２の実施例における全ての絞り径は、Ｆ８．０、Ｆ４．０、Ｆ２．８の３種類を想定している。

例えば、ステップ＃５の補正テーブル計算回路３０１は、絞り径がＦ８．０であると、絞り径の設定順から絞り径がＦ４．０とＦ２．８でのゲインを取得していないと判断する。つまり、指定した全ての絞り径でのゲインを取得していないと判断する。全ての絞り径でのゲインを取得していないと判断した場合は、ステップ＃２へ戻り、絞り径をＦ４．０に設定し、以降のステップを進める。

第２の実施例は、ゲインを得る絞り径がＦ８．０、Ｆ４．０、Ｆ２．８の順のため、絞り径がＦ２．８の時のゲインを取得した場合は、３種類の全ての絞り径でのパターンでゲインを取得していると判断し、ステップ＃６へ進む。

ステップ＃６は、補正テーブル計算回路３０１が全てのフォーカスレンズ位置にてゲインを取得したか否かを判断する。第２の実施例における全てのフォーカスレンズ位置とは、最短撮影距離ＭＯＤと中間撮影距離ＭＩＤと無限遠ＩＮＦの３種類を想定している。ステップ＃１のフォーカスレンズ位置の設定順序は、最短撮影距離ＭＯＤ、中間撮影距離ＭＩＤ、無限遠ＩＮＦの順となる。

例えば、ステップ＃１でフォーカスレンズ位置を最短撮影距離ＭＯＤに設定して、各ステップを進み、ステップ＃６へ進む。補正テーブル計算回路３０１は、フォーカスレンズ位置を確認する。確認したフォーカスレンズ位置が、最短撮影距離ＭＯＤであった場合、中間撮影距離ＭＩＤと無限遠ＩＮＦでのゲインを取得していないと判断する。確認したフォーカスレンズ位置が、中間撮影位置ＭＩＤであった場合、無限遠ＩＮＦでのゲインを取得していないと判断する。つまり、これらの場合には、全てのフォーカスレンズ位置でのゲインを取得していないと判断する。

ステップ＃６で補正テーブル計算回路３０１が、全てのフォーカスレンズ位置でのゲインを取得していないと判断した場合は、ステップ＃１に戻り、フォーカスレンズの位置を最短撮影距離ＭＯＤであった場合には、中間撮影距離ＭＩＤへ、中間撮影距離ＭＩＤであった場合には、無限遠ＩＮＦに設定を変更する。そして、ステップ＃２、ステップ＃３、ステップ＃４、ステップ＃５とステップを進める。

ステップ＃６で補正テーブル計算回路３０１が、無限遠ＩＮＦでのゲインを取得していると確認した場合、補正テーブル計算回路３０１は、全てのフォーカスレンズ位置での補正テーブルを取得したと判断する。ステップ＃７へ進む。

ステップ＃７は、これまでステップ＃１からステップ＃４までの間に取得した全てのフォーカスレンズ位置と全ての絞り径においての９パターンのゲインをそれぞれフォーカスレンズ位置と絞り径とを関連付けて補正テーブル記憶装置２０１に記憶し、補正テーブルを作成する。全てのフォーカスレンズ位置と全ての絞り径において補正テーブルの作成が完了すると、個体調整の工程は、終了する。補正項調整計算の工程へ進む。

次に、補正項調整計算の工程について説明する。

個体調整の工程終了後、補正を施される画像データを撮影する。すると、ステップ＃１１は、フォーカス制御部１１２、絞り制御部１１３が、それぞれ撮影時のフォーカスレンズ位置Ｄ、絞り径Ｆを読み出す。

図４ｂは、実際に撮影した画像データに用いる補正項Ｇを計算する際に読み出す４つの補正テーブルの選出方法を示す概念図である。

撮影時の絞り径の逆数を縦軸に、同じく撮影時のフォーカスレンズ位置を横軸に取る図４ｂのような二次元平面を考える。この二次元平面上に補正テーブル記憶装置２０１に記憶されている複数の補正テーブルに対応する撮影時のフォーカスレンズ位置Ｄ及び撮影時の絞り径Ｆをプロットし、隣り合う点を破線で結び、破線のようなブロックを考える。ステップ＃１２は、この二次元平面上に撮影時のフォーカスレンズ位置Ｄ及び撮影時の絞り径Ｆの逆数をプロットし、補正テーブル記憶装置２０１に記憶されている補正テーブルの中からその点を含むようなブロックを構成する４つの点に対応する補正テーブルを読み出す。

ステップ＃１３は、ステップ＃１２にて読み出した４つの補正テーブルに対して、撮影時のフォーカスレンズ位置Ｄ及び絞り径Ｆの逆数を用いて、各ブロックのゲインごとに補間演算を行い、実際に撮影した画像データに用いる補正項Ｇを計算する。具体的な方法は、後述する。

図７に示すフローチャートを用いて図３のステップ＃１３に記載の撮影時補正項計算について詳しく説明する。

補正テーブルから実際に撮影した画像データに用いる補正項Ｇを求めるまでの流れを説明する。

今後、説明を行う際の文字列について説明する。撮影時の絞り径をＦ、フォーカスレンズ位置をＤとする。実際に撮影した画像データに適用する補正項を補正項Ｇとする。補正項Ｇを計算する際に用いる絞り径がＦ２．８の時の仮補正項Ｇ_ＦをＧ_Ｆ２．８、絞り径がＦ４．０の時の仮補正項Ｇ_ＦをＧ_Ｆ４．０、絞り径がＦ８．０の時の仮補正項Ｇ_ＦをＧ_Ｆ８．０、とする。絞り径Ｆの仮補正項Ｇ_Ｆを計算する際に用いる２つの補正テーブルのうち絞り径Ｆの無限遠ＩＮＦをＩＮＦ＿Ｇ_Ｆ、絞り径Ｆの中間撮影距離ＭＩＤをＭＩＤ＿Ｇ_Ｆ、絞り径Ｆの最短撮影距離ＭＯＤをＭＯＤ＿Ｇ_Ｆとする。

ステップ＃７００は、ステップ＃１２にて読み出した２つの補正テーブルの絞り径と撮影時の絞り径Ｆとフォーカスレンズ位置Ｄを取得する。

ステップ＃７０１は、取得したフォーカスレンズ位置Ｄが最短撮影距離ＭＯＤと中間撮影距離ＭＩＤの間であるか否かを判別する。この判別により、補正項Ｇ_Ｆを計算するために用いる補正テーブルが変わる。故に、仮補正項Ｇ_Ｆを計算するのに用いる式も変わる。そこで、取得したフォーカスレンズ位置Ｄが、最短撮影距離ＭＯＤと中間撮影距離ＭＩＤの間であれば、ステップ＃７０２へ進む。中間撮影距離ＭＩＤと無限遠ＩＮＦの間であれば、ステップ＃７０３へ進む。

また、仮補正項Ｇ_Ｆは、フォーカスレンズ位置を考慮したものとなっている。具体的には、いずれの絞り径Ｆであろうとも撮影時のフォーカスレンズ位置Ｄは、最短撮影距離ＭＯＤと中間撮影距離ＭＩＤの間、又は中間撮影距離ＭＩＤと無限遠ＩＮＦの間のどちらかに位置する。故に、フォーカスレンズ位置Ｄが、どの位置であるかを判別することで、補正項Ｇを補間計算に用いる補正テーブルを補正テーブル記憶装置２０１から選択し、撮影時のフォーカスレンズ位置が反映された補正項Ｇを補正テーブルから補間計算することが可能となり、補正項の精度向上につながる。

ステップ＃７０２は、ステップ＃７００にて取得した２つの異なる補正テーブルの絞り径について仮補正項Ｇ_Ｆを以下の数６を用いて計算する。計算によってＧ_{Ｆ２．８、}Ｇ_{Ｆ４．０、}Ｇ_Ｆ８．０のうち補正項Ｇを計算するのに必要な２つの仮補正項Ｇ_Ｆを求めることができる。ステップ＃７０４へ進む。

ステップ＃７０３は、ステップ＃７００にて取得した２つの異なる補正テーブルの絞り径について仮補正項Ｇ_Ｆを以下の数７を用いて計算する。計算によってＧ_{Ｆ２．８、}Ｇ_{Ｆ４．０、}Ｇ_Ｆ８．０のうち補正項Ｇを計算するのに必要な２つの仮補正項Ｇ_Ｆを求めることができる。ステップ＃７０４へ進む。

以後のステップ＃７０４、ステップ＃７０６、ステップ＃７０８では、撮影時の絞り径Ｆを判別している。これは、撮影時の絞り径Ｆによって補正項Ｇを計算するために用いる式が変わるためである。補正項Ｇを計算するための式が変わるのは、第１の実施例と同様である。

ステップ＃７０４は、ステップ＃７００にて取得した、撮影時の絞り径Ｆを判別する。絞り径Ｆの逆数が、１／絞り径Ｆ＝１／２．８を満たす場合は、ステップ＃７０５へ進む。満たさない場合は、ステップ＃７０６へ進む。

ステップ＃７０５は、撮影した画像データに適用する補正項Ｇをステップ＃７００にて計算したＧ_Ｆ２．８に決定する。これにより、補正項Ｇの計算が終了する。また、撮影時補正項計算工程も終了し、次の補正の工程へ進む。撮影時の絞り径Ｆが、Ｆ２．８であった場合、調整工程にて補正テーブルとして取得した際の撮影条件と等しい。故に、そのまま仮補正項Ｇ_Ｆを補正項Ｇとすることが可能となる。

ステップ＃７０６は、ステップ＃７００にて取得した、撮影時の絞り径Ｆを判別する。絞り径Ｆの逆数が、１／絞り径Ｆ≧１／４．０を満たす場合は、ステップ＃７０７へ進む。満たさない場合は、ステップ＃７０８へ進む。

ステップ＃７０７は、以下の数２を用いて補正項Ｇを計算して求める。計算結果を撮影した画像データに適用する補正項Ｇへ決定する。これにより、補正項Ｇの計算が終了する。また、撮影時補正項計算工程も終了し、次の補正の工程へ進む。

ステップ＃７０８は、ステップ＃７００にて取得した、撮影時の絞り径Ｆを判別する。絞り径Ｆの逆数が、１／絞り径Ｆ≧１／８．０を満たす場合は、ステップ＃７０９へ進む。満たさない場合は、ステップ＃７１０へ進む。

ステップ＃７０９は、以下の数３を用いて補正項Ｇを計算して求める。計算結果を撮影した画像データに適用する補正項Ｇへ決定する。これにより、補正項Ｇの計算が終了する。また、撮影時補正項計算工程も終了し、次の補正の工程へ進む。

ステップ＃７１０は、撮影した画像データに適用する補正項Ｇをステップ＃７０２又はステップ＃７０３にて計算したＧ_Ｆ８．０に決定する。補正項Ｇの計算が終了する。撮影時補正項計算工程も終了し、次の補正の工程へ進む。

Ｇ_Ｆ８．０に決定する理由としては、第１の実施例と同じであるので省略する。

但し、ステップ＃７１０は、第１の実施例と同じ理由から以下の数４を用いて補正項Ｇを計算して求めてもよい。計算結果を撮影した画像データに適用する補正項Ｇへ決定する。これにより、補正項Ｇの計算が終了する。また、撮影時補正項計算工程も終了し、次の補正の工程へ進む。

第２の実施例における補正の工程は、第１実施例の補正の工程と全く同じ処理であるため、説明は省略する。

本発明の第１の実施例と第２の実施例では、仮補正項Ｇ_Ｆを求めるに際して、ステップ＃６０１の数１、ステップ＃７０２の数６、ステップ＃７０３の数７などの式中のフォーカスレンズ位置Ｄ、最短撮影距離ＭＯＤ、中間撮影距離ＭＩＤ、無限遠ＩＮＦなどには、距離情報の値を入れる。具体的には、パルス数などである。

次に、本発明で補正テーブルのパラメータとして、絞り径とフォーカスレンズ位置とを選択した理由について述べる。

絞り径とフォーカスレンズ位置をパラメータとすることで、従来の発明に比べて、補正項を求めるまでの計算を減らすことが可能となるからである。

次に、計算を減らすことが可能である理由を述べる。

パラメータに光線角を選択した場合、撮影時の設定条件や使用したレンズの光学的特性など複数の条件から計算により光線角を求める必要がある。一方、パラメータにフォーカスレンズ位置を選択した場合、フォーカスレンズ位置を読み出せばよいので、こうした計算が必要ない。これにより、撮影者が画像処理の為に処理時間を要することでストレスを感じることなく撮影された画像の確認までを行うことが可能となる。

次に、本発明の第１の実施例と第２の実施例では、補正項Ｇを得る補正テーブルの絞り径にＦ２．８、Ｆ４．０、Ｆ８．０の３点を選択した。しかしながら、絞り径の選択は、この値に限定されるものでないことは言うまでもない。絞り径の選択には、レンズの周辺光量や光線角などの光学的特性が変わる絞り径を選択することが望ましい。

本発明の第１の実施例と第２の実施例にて想定するレンズは、選択可能な絞り径の範囲が、Ｆ２．８からＦ１６．０を選択できるものとしている。つまり、最大絞り径はＦ２．８、最小絞り径はＦ１６．０となる。ある特定の周辺画素における各絞り径の周辺光量の落ち量をレンズのデータから計算すると図９に示すようになる。図９を見て分かるように、周辺光量の落ち量の変化する絞り径を、変化絞り径とする。絞り径Ｆ４．０を変化絞り径１、絞り径Ｆ５．６を変化絞り径２、絞り径Ｆ８．０を変化絞り径３とする。

Ｆ２．８からＦ１６．０まで全ての絞り径の周辺光量の落ち量が線形的に変化するのであれば、補正テーブルに記憶する絞り径をＦ２．８とＦ１６．０とすることで、Ｆ２．８とＦ１６．０の補正項は言うに及ばず、他の絞り径の時の補正項はＦ２．８とＦ１６．０の内分点として、補間計算から求めることが可能である。しかし、図９に示すようになると、補間計算から求めた補正項では、精度がよくない。そこで、補正テーブルに記憶する絞り径をＦ２．８とＦ１６．０から変更する必要がある。

図９を見ると分かるように、変化絞り径３であるＦ８．０からＦ１６．０までの周辺光量の落ち量は、ほぼ横ばいである。よって、Ｆ８．０からＦ１６．０までの補正項には、変化絞り径３Ｆ８．０の補正項を用いることが可能であるので、記憶する絞り径に変化絞り径３であるＦ８．０を選択した。Ｆ８．０を選択したもう一つの理由は、後述する。

次に、絞り径がＦ２．８から変化絞り径３のＦ８．０までの間について考える。Ｆ２．８からＦ８．０の周辺光量の落ち量は、変化絞り径１のＦ４．０と変化絞り径２のＦ５．６の２か所を境に変化しているのが分かる。故に、Ｆ２．８からＦ８．０の間の絞り径について補間計算をして求めた補正項では、精度がよくない。

そこで、データベースに記憶する絞り径の候補として変化絞り径１のＦ４．０と変化絞り径２のＦ５．６が挙げられる。変化絞り径２のＦ５．６を選択した場合、絞り径Ｆ５．６から変化絞り径Ｆ８．０までは、周辺光量の落ち量が線形的に落ちているので、精度を維持することが可能である。しかし、絞り径Ｆ２．８と変化絞り径３のＦ５．６までを補間計算した場合は、Ｆ４．０周辺で周辺光量の落ち量が変化するので、補間計算の結果と実際の落ち量に差が生じるため、補正項の精度が維持できない。

次に、変化絞り径１のＦ４．０を選択した場合、絞り径がＦ２．８とＦ４．０の間の絞り径に適用する補正項を計算する際には、Ｆ２．８とＦ４．０のデータベースを用いて補間計算しても精度を維持することが可能である。また、Ｆ４．０からＦ８．０についても同様である。この時に、Ｆ８．０でなくＦ１６．０を記憶していると、Ｆ４．０からＦ８．０の補正項を補間計算することで求めた補正項の精度がよくない。故に、Ｆ８．０を選択した。

ここで、変化絞り径１のＦ４．０と変化絞り径２のＦ５．６の両方を記憶した場合、個体調整の工程での作業量の増加、補正テーブルの記憶に使用する記憶容量の増加などが生じる。よって、本発明の第１の実施例と第２の実施例では、変化絞り径の中からＦ４．０とＦ８．０を選択した。

以上のことから、本発明の第１の実施例と第２の実施例の補正テーブルに記憶する絞り径は、Ｆ２．８とＦ４．０とＦ８．０とした。

今回は、Ｆ８．０からＦ１６．０まで周辺光量の落ち量が横ばいであることから、Ｆ８．０の補正テーブルを用いて各絞り径の補正項を計算していたが、周辺光量の落ち量や撮影した画像によっては、Ｆ４．０とＦ８．０の補正テーブルを用いてＦ８．０からＦ１６．０まで各絞り径の補正項を外分点として計算することで求めることも可能である。

記憶した補正テーブルの絞り径（本発明の実施例では、Ｆ２．８からＦ８．０まで）の範囲外の絞り径（本発明の実施例では、Ｆ８．０からＦ１６．０まで）の補正項を求める方法として、求める絞り径の補正項を外分点とすることで、補正テーブルの絞り径から計算にて求めることが可能である。

補正テーブルの絞り径の範囲外の絞り径の補正項を求めるのに、補正テーブルの絞り径の補正項を用いるのか、外分点として計算から求めるのか、どちらを選択するかは、適宜設計者が判断することが可能である。

本発明の実施例では、データベースに記憶した絞り径の関係から外分点として絞り側を求める例示をしたが、データベースに記憶する絞り径によっては、開放側も同様に外分点として求めることが可能であることは言うまでもない。

以上に述べたように、周辺光量の低下を考慮して絞り径を選択することで、光学特性に合わせた過不足のないゲインを得ることが可能となる。よって、周辺光量落ち以上のゲインを加えたり、ゲインの不足などによる画質劣化を招くことがなくなり、精度の良いシェーディング補正をおこなうことが可能となる。

また、絞り径は、選択する絞り径の数が少ない方が、個体調整の工程での作業量や実際の画像に適用する補正項を計算する際の計算量などが少なくて済む。

以上のことから、絞り径の選択や選択する絞り径の数は、撮像装置に用いる光学系などによって適宜変更することは言うまでもない。

次に、撮影時のフォーカスレンズ位置Ｄは、最短撮影距離ＭＯＤと無限遠ＩＮＦの間であるので、最短撮影距離ＭＯＤと無限遠ＩＮＦの内分点となる。よって、本発明の第１の実施例と第２の実施例は、ともに補正項Ｇを求める補正テーブルのフォーカスレンズ位置に最短撮影距離ＭＯＤと無限遠ＩＮＦとを含めて記憶している。これは、補正項Ｇを計算するための仮補正項Ｇ_Ｆを求める数１からもわかるように、仮補正項Ｇ_Ｆは、同じ絞り径の最短撮影距離ＭＯＤと無限遠ＩＮＦから内分することで計算される。

本発明の第１の実施例と第２の実施例では、絞り径の設定順序は、Ｆ８．０、Ｆ４．０、Ｆ２．８の順で各ステップを進めた。しかし、本発明はこの順序に限定されないことは言うまでもない。

同様に、フォーカスレンズ位置についても最短撮影距離ＭＯＤ、無限遠ＩＮＦの順で各ステップを進めた。しかし、本発明はこの順序に限定されないことは言うまでもない。

１００光学系
１０１フォーカスレンズ
１０２絞り
１０３フィルタ
１０４撮像素子
１０５ＣＤＳ
１０６可変電気アンプ
１０７ＡＤ変換機
１０８画像処理部
１０８ａ補正項調整計算回路
１０８ｂ補正回路
１０９表示装置
１１０記憶装置
１１１ＣＰＵ
１１２フォーカス制御部
１１３絞り制御部
２０１補正テーブル記憶装置
３０１補正テーブル計算回路

Claims

撮影レンズ光学系と絞りと撮像素子とを有し、
前記撮像素子が光を検出することで撮影画像データを取得する撮像装置において、
記憶手段と、計算手段と、補正手段と
を有し、
前記撮影レンズ光学系は、単焦点であり、
前記記憶手段は、撮影画像データの信号値のむらを補正するための補正項を計算するための補正テーブルをフォーカスレンズ位置と絞り径とに対応させて記憶し、
前記計算手段は、前記補正テーブルのうち、撮影画像データを取得した際のフォーカスレンズ位置と絞り径とに応じた補正テーブルを前記記憶手段から読み出し、読み出した補正テーブルより前記補正項を補間計算し、
前記補正手段は、前記計算手段が計算した前記補正項を用いて、撮影画像データの信号値のむらを補正する
ことを特徴とする撮像装置。
前記記憶手段に記憶される前記補正テーブルの前記絞り径は、最小絞り径と最大絞り径と変化絞り径とのいずれから選択することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記計算手段は、前記記憶手段に記憶した前記補正テーブルの前記絞り径と前記フォーカスレンズ位置とからそれぞれ補間計算することで、前記補正項の前記絞り径と前記フォーカスレンズ位置とをそれぞれ内分点又は外分点として求めることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
前記記憶手段に記憶される前記フォーカスレンズ位置は、最短撮影距離と無限遠とを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮像装置。