JP4816337B2 - 画像補正装置、カメラ及び画像補正プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像補正装置、カメラ及び画像補正プログラムに関する。

交換レンズの特性を反映して、撮影画像の周辺照度低下（シェーディング）を補正するカメラが知られている（たとえば、特許文献１）。
特開２００３−１６３８２６号公報

しかしながら、先幕と後幕とを有するフォーカルプレンシャッタの構造および動作に起因する露光ムラを補正することができないという問題がある。

請求項１に記載の画像補正装置は、先幕と後幕が光軸方向に所定の間隔をあけて配設されるフォーカルプレンシャッタを有するカメラで撮影された画像を取得する画像取得手段と、前記先幕と前記後幕の間隔に起因して前記画像に生じる露光ムラを補正する補正手段とを備え、前記補正手段は、前記画像を構成する画素のうち、輝度値が所定範囲内にある画素に対して、前記補正手段による前記露光ムラの補正を行わないことを特徴とする。
請求項２に記載の画像補正装置は、請求項１に記載の画像補正装置において、前記補正手段は、絞り、シャッタ秒時、撮像感度及び射出瞳位置の少なくとも一つの値と、前記光軸方向における前記先幕と前記後幕の位置関係と、前記先幕と前記後幕の走行方向とに基づいて、前記露光ムラを補正することを特徴とする。
請求項３に記載の画像補正装置は、請求項１又は請求項２に記載の画像補正装置において、前記補正手段は、撮像素子における前記フォーカルプレンシャッタの走行方向に垂直な一辺側から前記走行方向に沿って前記撮像素子の中央部に向かう所定範囲と、前記撮像素子における前記一辺と対向する他辺側から前記走行方向に沿って前記撮像素子の中央部に向かう所定範囲とに対応する画素の輝度値を補正することを特徴とする。
請求項４に記載の画像補正装置は、請求項３に記載の画像補正装置において、前記所定範囲は、絞り、シャッタ秒時、撮像感度及び射出瞳位置の少なくとも一つの値に応じて決定されることを特徴とする。
請求項５に記載の画像補正装置は、請求項３又は請求項４に記載の画像補正装置において、補正係数は、絞り、シャッタ秒時、撮像感度及び射出瞳位置の少なくとも一つの値に応じて決定され、前記補正手段は、前記所定範囲に対応する画素の輝度値に前記補正係数を乗じて前記露光ムラを補正することを特徴とする。
請求項６に記載の画像補正装置は、請求項１に記載の画像補正装置において、前記露光ムラを補正するための補正係数を算出する算出手段を更に備え、前記補正手段は、前記算出手段により算出された前記補正係数を用いて前記露光ムラを補正することを特徴とする。
請求項７に記載の画像補正装置は、請求項６に記載の画像補正装置において、前記補正係数は、前記フォーカルプレンシャッタの走行方向の像高の関数として定義される補正係数であることを特徴とする。
請求項８に記載のカメラは、撮像素子と、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の画像補正装置とを備え、前記画像取得手段は、前記画像として前記撮像素子で撮像された画像を取得することを特徴とする。
請求項９に記載の画像補正プログラムは、先幕と後幕が光軸方向に所定の間隔をあけて配設されるフォーカルプレンシャッタを有するカメラで撮影された画像を取得する画像取得ステップと、前記先幕と前記後幕の間隔に起因して前記画像に生じる露光ムラを補正する補正ステップとを有し、前記補正ステップが、前記画像を構成する画素のうち、輝度値が所定範囲内にある画素に対して、前記補正手段による前記露光ムラの補正を行わないように、コンピュータにそれぞれのステップを実行させる。

本発明によれば、先幕と後幕の光軸方向における間隔に起因する露光ムラを補正することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態によるカメラを説明する。
図１は、実施の形態による電子カメラの要部構成を説明する図である。カメラボディ１０には、撮影レンズ１２０を備えるレンズ鏡筒１１０が交換可能に装着されている。レンズ鏡筒１１０内には、レンズ群１２０ａ〜１２０ｃから成る撮影レンズ１２０、絞り１４０が設けられている。絞り１４０は、絞り制御装置１３０により駆動される。

カメラボディ１０の内部には、被写体を撮像するための撮像素子２０が設けられている。撮像素子２０はＣＣＤやＣＭＯＳ等が使用される。撮影レンズ１２０と撮像素子２０との間には、撮影レンズ１２０を通過した被写体光をファインダ光学系へと反射するクイックリターンミラー７０が設けられている。

クイックリターンミラー７０で反射された被写体光は、撮像素子２０と光学的に等価な位置に設けられたフォーカシングスクリーン９０上に結像する。フォーカシングスクリーン９０上に結像された被写体像は、ペンタプリズム３０から接眼レンズ５０を介して撮影者に観察されるとともに、ペンタプリズム３０から測光センサ４０の受光面上に結像する。

撮影の際には、ミラー駆動装置２０１によりクイックリターンミラー７０が被写体光の光路上から光路外（図１の破線部）へと移動し、撮像素子２０上に被写体像が結像する。撮像素子２０の直前には、シャッタ１９が設けられている。シャッタ１９は、図２（ａ）に示すように、先幕１９１と後幕１９２とを有するフォーカルプレンシャッタであり、レリーズ前は、先幕１９１がアパーチャ部ＡＰ上に展開して撮像素子２０への光を遮光し、後幕１９２がアパーチャ部ＡＰ上部に折り畳まれている。レリーズ後、先幕１９１が走行を開始すると、シャッタ秒時で定められた時間経過後に後幕１９２が走行を開始する。たとえば、１／８０００秒などの高速シャッタ秒時では、先幕１９１の走行よりわずかに遅れて後幕１９２が走行する、いわゆるスリット走行（スリット露光）となる。

撮像素子２０は、撮像面に結像された被写体像に対応する信号電荷の蓄積および蓄積電荷の掃き出しを行ない、Ａ／Ｄ変換回路２０３は、撮像素子２０から出力されたアナログ撮像信号をデジタル画像信号に変換して、画像処理回路２０４へ出力する。画像処理回路２０４では、入力されたデジタル画像信号に対して、ホワイトバランス調整、シャープネス調整、ガンマ補正、階調調整などの画像処理が施され、画像データとして制御回路２００へ出力される。

制御回路２００はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび各種周辺回路から構成され、電子カメラの制御を行なうマイクロコンピュータである。また、画像処理回路２０４から入力された画像データは、制御回路２００でＪＰＥＧ形式などの方式により圧縮されて、記録媒体２０５に記録される。制御回路２００は、ソフトウエアで実現される画像補正部２０６を含んでいる。画像補正部２０６は、撮影画像の露光ムラを画像処理により補正する。

測光回路２０７は、測光センサ４０から得られた測光信号をＡ／Ｄ変換して制御回路２００へ出力する。制御回路２００は、入力された測光信号に基づいて算出された被写体の輝度および撮像感度（ＩＳＯ感度）に基づいてシャッタスピードと撮影レンズ１２０の絞り値を演算する。演算結果はシャッタ１９と絞り制御装置１３０へ出力されてシャッタスピードＴｖと絞り値Ａｖが制御される。

カメラには、電源スイッチ３とレリーズボタン４とが設けられている。レリーズボタン４の押下操作に連動してオン／オフする半押しスイッチ４７および全押しスイッチ４８は、それぞれオン信号もしくはオフ信号を制御回路２００へ出力する。

レリーズボタン４が全押しされて、全押しスイッチ４８からオン信号が入力されると、先幕１９１は図２（ａ）に示す先幕走行曲線１のように走行し、後幕１９２は後幕走行曲線２のように走行する。図２（ａ）の横軸は時間である。図２（ａ）はシャッタ秒時が１／８０００秒であり、絞りが開放、たとえば絞り値がＦ＝１．４の場合を示す。図２（ａ）の撮影画面１９３の中央部における時間ｔ０ａ（０．１２２ｍｓ）が、シャッタ秒時１／８０００秒における所望の露光時間である。撮影画面１９３の上辺部に入射する被写体光Ｂｐは、図２（ａ）に示すように斜めに入射する。このため、図２（ｂ）に示すように、先幕１９１がＹａまで走行すると被写体光Ｂｐが撮像面１９４へ入射され、露光が開始される。さらに、後幕１９２がＹｂまで走行すると被写体光Ｂｐの入射が遮られ、露光が終了する。このように、撮影画面１９３の高さ方向において、露光開始と終了の位置が異なるために、撮影画面１９３の上辺部の露光時間がｔ１ａ（０．１９１ｍｓ）となる。撮影画面１９３の下辺部においても同様に、被写体光Ｂｂが斜めに入射するために、先幕１９１がＹｃまで走行すると露光が開始され、後幕１９２がＹｄまで走行すると露光が終了するので、撮影画面１９３の下辺部の露光時間がｔ２ａ（０．０８９ｍｓ）となる。なお、図２（ｂ）は図２（ａ）のシャッタ１９の近辺を拡大した模式図である。

したがって、撮影レンズ１２０からの被写体光が撮影画面１９３の上辺部と下辺部において、Ｂｐ，Ｂｂのように斜めに入射することと、先幕１９１と後幕１９２とが光軸方向に間隔Δｄずらして配置されていることにより、撮影画面１９３の上辺部では露光時間がｔ１ａ、下辺部では露光時間がｔ２ａのようになり露光ムラが発生している。すなわち、撮影画面１９３中央部での露光時間ｔ０ａに対して、画像の上部は露光オーバー、下部は露光アンダーの状態となっている。なお、図２（ａ）は撮影レンズ１２０に標準レンズを用い、絞りを開放にした場合における先幕１９１および後幕１９２と露光時間との関係を示すものである。

図３に、シャッタ秒時が１／８０００秒において、絞り値をたとえばＦ＝２．８とした場合の先幕１９１および後幕１９２と露光時間との関係を示す。この場合、撮影画面１９３の上辺部では、露光時間ｔ１ｂが０．２２８ｍｓ、下辺部では露光時間ｔ２ｂが０．０６７ｍｓとなっている。すなわち、図２（ａ）における絞りを開放にした場合と比べて、撮影画面１９３の中央部での露光時間ｔ０ｂに対して上辺部では露光時間がさらに長くなり、下辺部では露光時間がさらに短くなっているので、露光ムラがより顕著に発生している。

図４には、シャッタ秒時が１／４０００秒において、絞りを開放とした場合の先幕１９１および後幕１９２と露光時間との関係を示す。この場合、撮影画面１９３の上辺部では、露光時間ｔ１ｃが０．２９９ｍｓ、下辺部では露光時間ｔ２ｃが０．２１１ｍｓとなっている。すなわち、図２（ａ）におけるシャッタ秒時が１／８０００秒の場合に比べて、撮影画面１９３の中央部での露光時間ｔ０ｃ（０．２４４ｍｓ）に対する、撮影画面１９３の上辺部および下辺部における露光時間のムラは軽微になる。

次に、撮影により取得された画像に露光ムラ補正を施す範囲と露光ムラ補正処理とについて説明する。露光ムラの補正は、撮影時の撮影条件、すなわちシャッタ秒時および絞りを示すデータに基づいて、画像補正部２０６により行なわれる。

シャッタ秒時が１／８０００秒で絞りが開放（Ｆ＝１．４）の場合、すなわち先幕１９１と後幕１９２とが図２に示すように走行した場合は、図５（ａ）の斜線部で示すように、撮影画面１９３の上辺部と下辺部のそれぞれについて、たとえばそれぞれ撮影画面１９３の１／４の範囲で補正を行なう。撮影画面１９３の上辺部においては、上述したように露光オーバーとなっているので、輝度Ｉと撮影画面１９３の高さＹとの関係は、図６の実線で示すように表される。高さＹ１〜Ｙｕまでの範囲については、露光時間ｔ１ａ（０．１９１ｍｓ）とｔ０ａ（０．１２２ｍｓ）とに基づいて算出された補正係数０．６４（＝ｔ０ａ／ｔ１ａ）を輝度Ｉに乗じる。すなわち、撮影画面１９３の中央部付近の露光に対する上辺部の露光オーバー分を打ち消すように補正する。

高さＹｂ〜ｙ１までの範囲、すなわち撮影画面１９３の下辺部においては、露光アンダーとなっているので、露光時間ｔ２ａ（０．０８９ｍｓ）とｔ０ａ（０．１２２ｍｓ）とに基づいて算出された補正係数１．３７（＝ｔ０ａ／ｔ２ａ）を輝度Ｉに乗じる。すなわち、撮影画面１９３の中央部付近の露光に対する下辺部の露光アンダー分を補うように補正する。なお、撮影画面１９３の中央の高さＹｃを挟んで高さｙ１〜高さＹ１までの範囲においては、露光ムラ補正を行なわないものとする。すなわち、輝度Ｉの値が輝度Ｉ１〜輝度Ｉ２の範囲内にあれば補正の対象外とする。

シャッタ秒時が１／８０００秒で絞り値がＦ＝２．８の場合において、輝度Ｉと撮影画面１９３の高さＹとの関係は、図６の破線で示すように表される。上述したように、輝度Ｉの値が輝度Ｉ１〜Ｉ２までに含まれない範囲、すなわち、高さＹｂ〜ｙ２までの範囲と、高さＹ２〜Ｙｕまでの範囲を露光ムラ補正の対象範囲とする。高さＹ２〜Ｙｕまでの範囲については、露光時間ｔ１ｂ（０．２２８ｍｓ）とｔ０ｂ（０．１２２ｍｓ）とに基づいて算出された補正係数０．５４（＝ｔ０ｂ／ｔ１ｂ）を輝度Ｉに乗じる。撮影画面１９３の下辺部である高さＹｂ〜ｙ２までの範囲においては、露光アンダーとなっているので、露光時間ｔ２ｂ（０．０６７ｍｓ）とｔ０ｂ（０．１２２ｍｓ）とに基づいて算出された補正係数１．８２（＝ｔ０ｂ／ｔ２ｂ）を輝度Ｉに乗じる。すなわち、絞り値が２．８の場合は、絞りが開放の場合に比べて、露光ムラの影響が顕著であるので、露光ムラ補正に用いる補正係数を変えるとともに、図５（ａ）に示すように露光ムラ補正を施す範囲が拡大するように変更する。

シャッタ秒時が１／４０００秒で絞りが開放の場合については、輝度Ｉと撮影画面１９３の高さＹとの関係は、図６の一点鎖線で示すように表される。上述したようにして、撮影画面１９３の上辺部の高さＹ３〜Ｙｕまでの範囲については、露光時間ｔ１ｃ（０．２９９ｍｓ）とｔ０ｃ（０．２４４ｍｓ）とに基づいて算出された係数０．８２（＝ｔ０ｃ／ｔ１ｃ）を輝度値に乗じる。撮影画面１９３の下部の高さＹｂ〜ｙ３までの範囲において、露光時間ｔ２ｃ（０．２１１ｍｓ）とｔ０ｃ（０．２４４ｍｓ）とに基づいて算出された補正係数１．１６（＝ｔ０ｃ／ｔ２ｃ）を輝度値に乗じて、撮影画面１９３の中央部付近の露光に対する下辺部の露光アンダー分を補うように補正する。すなわち、シャッタ秒時が１／４０００秒の場合は、シャッタ秒時が１／８０００秒の場合に比べて、露光ムラの影響が軽微であるので、露光ムラ補正に用いる補正係数を変えるとともに、露光ムラ補正を施す範囲を狭める、たとえば図５（ｂ）の斜線部に示すように、撮影画面１９３の上辺部と下辺部のそれぞれについて１／８の範囲に変更する。

上述した、シャッタ秒時と、絞り値と、露光ムラ補正範囲と、露光ムラ補正に用いる補正係数との対応関係は、テーブルなどの形式で画像補正部２０６内に記録されている。画像補正部２０６は、このテーブルを参照しながら、１コマの画像データが撮影されるごとに撮影条件に応じて露光ムラ補正を施す範囲と補正係数を選択する。そして、画像補正部２０６は、選択結果に基づいて露光ムラ補正を実行する。

次に、図７に示すフローチャートを用いて、上述した電子カメラによる撮影画像の露光ムラ補正処理について説明する。図７の各処理を行なうプログラムは制御回路２００内のメモリ（不図示）に格納されている。このプログラムは、電源スイッチ３からオン信号が入力されると起動され、制御回路２００で実行される。図７の各ステップは、制御回路２００の指令に基づいて実行される処理である。
ステップＳ１において、レリーズスイッチ４が半押しされたか否かを判定する。半押しスイッチ４７からオン信号を入力した場合は、ステップＳ１が肯定判定されてステップＳ２へ進む。半押しスイッチ４７からオン信号を入力しない場合は、ステップＳ１が否定判定されてステップＳ１で待機する。

ステップＳ２においては、測光回路２０７から入力した測光信号に基づいてシャッタ秒時と絞り値とを算出してステップＳ３へ進む。ステップＳ３においては、レリーズスイッチ４が全押しされたか否かを判定する。全押しスイッチ４８からオン信号を入力した場合は、ステップＳ３が肯定判定されてステップＳ４へ進む。全押しスイッチ４８からオン信号を入力しない場合は、ステップＳ３が否定判定されてステップＳ３で待機する。

ステップＳ４においては、撮像素子２０から出力された信号電荷をＡ／Ｄ変換回路２０３でデジタル画像信号に変換し、そのデジタル画像信号に対して画像処理回路２０４により前述のホワイトバランス調節などの画像処理を施した画像データを取得し、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５においては、ステップＳ２で算出されたシャッタ秒時と絞り値とに基づいて、露光ムラ補正を施す範囲と補正係数とを決定してステップＳ６へ進む。

ステップＳ６においては、ステップＳ５で決定された補正範囲と補正係数とに基づいて、ステップＳ４で得られた画像データに対して露光ムラ補正処理を行い、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７においては、露光ムラ補正処理の施された画像データをＪＰＥＧなどの形式で圧縮して、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８においては、圧縮された画像データを記録媒体２０５に記録して、一連の処理を終了する。

以上で説明した実施の形態のデジタルカメラによると、以下の作用効果が得られる。
（１）フォーカルプレンシャッタ１９の先幕１９１と後幕１９２は光軸方向に所定の間隔を開けて配置されている。このような先幕１９１と後幕１９２の位置関係に起因して、フォーカルプレンシャッタ１９の走行方向に応じた画像の露光ムラが発生する。本実施の形態のデジタルカメラでは、このような画像の露光ムラを画像補正部２０６により補正するようにした。したがって、画質を向上させた画像を得ることができる。

（２）フォーカルプレンシャッタ１９のシャッタ速度は、撮影画面１９３の中央部において制御露出値となるように設定される。したがって、撮影画面中央部から撮影画面上辺および下辺に向かうにつれて上記露光ムラが発生する。したがって、撮影画面１９３の上辺側から中央部に向かう所定範囲と、画面下辺側から画面中央部に向かう所定範囲の輝度値を画像補正部２０６で補正することにより、所定値以上の上記露光ムラを抑制するようにした。その結果、画面全体として画質を向上させた画像を得ることができるとともに、上記所定範囲外では撮影者の意図した画像を得ることができる。

（３）撮影条件によって露光ムラの程度が異なるので、撮影条件によって上記所定範囲を変更するようにした。上記実施の形態では、シャッタ秒時および絞り値に応じて所定範囲の大きさを決定するようにした。したがって、撮影条件に適した露光ムラ補正が可能となる。

（４）より具体的には、絞り値１．４では、シャッタ秒時１／８０００で撮影された画像に対しては、撮影画面１９３の上辺側と下辺側の１／４の範囲に配設されている画素の輝度値に対して露光ムラ補正を施す。シャッタ秒時１／４０００で撮影された画像に対しては、撮影画面１９３の上辺側と下辺側のそれぞれ１／８の範囲に配設されている画素の輝度値に対して露光ムラ補正を施す。一方、シャッタ秒時が１／８０００であっても、絞り値が２．８の場合においては、絞り値が１．４の場合よりも露光ムラの発生状況が顕著であるので、露光ムラ補正を施す範囲を拡大する。すなわち、絞りを絞るほど露光ムラの影響が大きいので、絞り値に応じて露光ムラ補正を施す範囲を変更する。このように、画像補正部２０６により、露光ムラの影響が顕著な撮影画面上辺近傍と下辺近傍のみ露光ムラ補正を行うようにしたので、意図した画質にさほど影響を与えることなく露光ムラを補正することができる。また、シャッタ秒時や絞り値などの撮影条件により発生状況の異なる露光ムラに対して補正範囲を変更することにより、露光ムラ補正処理の精度を向上することができる。

（５）撮影画面１９３の上辺側および下辺側所定範囲に位置する画像の輝度値に補正係数を乗じて露光ムラを補正するようにし、補正係数を、シャッタ秒時および絞り値に応じて決定するようにした。具体的には、画像補正部２０６は、撮影画面１９３の上辺部近傍領域の画像を構成する画素に対して補正係数を乗じることにより露光ムラ補正を行なう。補正係数は、撮影画面１９３の中央部付近における適正露光時間と撮影画面１９３の上辺部の露光時間とに基づいて決定される。同様に、撮影画面１９３の下辺近傍領域の画素の輝度値に対する補正を行う。したがって、シャッタ秒時や絞り値などの撮影条件により異なる露光ムラに対して、発生状況に応じた露光ムラ補正を行うことができるので、露光ムラ補正処理の精度を向上することができる。

以上で説明した実施の形態を以下のように変形できる。
（１）シャッタ１９の先幕１９１をカメラボディ１０側に、後幕１９２を被写体側に設けるものに代えて、先幕１９１を被写体側に、後幕１９２をカメラボディ１０側に設けるようにしてもよい。この場合の、先幕１９１と後幕１９２の走行と露光時間との関係を図８に示す。なお、図８はシャッタ秒時が１／８０００、絞り値が１．４の場合を示す。このとき、図８に示すように、撮影画面１９３の上辺部の露光時間ｔ１ｄは０．０５６ｍｓ、下辺部の露光時間ｔ２ｄは０．１５２ｍｓとなっている。すなわち、撮影画面１９３の中央部の露光時間ｔ０ｄ（０．１２２ｍｓ）に対して、図２（ａ）の場合と異なり、撮影画面１９３の上辺部で露光アンダー、下辺部で露光オーバーとなっている。したがって、この場合は、撮影画面１９３の上辺部の１／４の範囲に露光アンダーを補うために、補正係数２．１８（＝ｔ０ｄ／ｔ１ｄ）を乗じる。また、撮影画面１９３の下辺部の１／４の範囲に露光オーバー分を打ち消すために、補正係数０．８０（＝ｔ０ｄ／ｔ２ｄ）を乗じる。シャッタ秒時と、絞り値と、露光ムラ補正範囲と、露光ムラ補正に用いる補正係数との対応関係は、テーブルなどの形式で画像補正部２０６内に記録されている。

シャッタ１９が撮影画面１９３に対して上部から下部に走行するものに代えて、シャッタ１９が撮影画面１９３に対して下部から上部に走行するものでもよい。この場合の、先幕１９１と後幕１９２の走行と露光時間との関係を図９に示す。なお、図９はシャッタ秒時が１／８０００、絞り値が１．４の場合を示す。このとき、図９に示すように、撮影画面１９３の上辺部の露光時間ｔ１ｅは０．０８９ｍｓ、下辺部の露光時間ｔ２ｅは０．１９１ｍｓとなっている。すなわち、撮影画面１９３の中央部の露光時間ｔ０ｄ（０．１２２ｍｓ）に対して、図２（ａ）の場合と異なり、撮影画面１９３の上辺部で露光アンダー、下辺部で露光オーバーとなっている。したがって、この場合は、撮影画面１９３の上辺部の１／４の範囲に露光アンダーを補うために、補正係数１．３７（＝ｔ０ｅ／ｔ１ｅ）を乗じる。また、撮影画面１９３の下辺部の１／４の範囲に露光オーバー分を打ち消すために、補正係数０．６４（＝ｔ０ｅ／ｔ２ｅ）を乗じる。シャッタ秒時と、絞り値と、露光ムラ補正範囲と、露光ムラ補正に用いる補正係数との対応関係は、テーブルなどの形式で画像補正部２０６内に記録されている。

したがって、シャッタ秒時と、絞り値と、露光ムラ補正範囲と、露光ムラ補正に用いる係数との対応関係を、テーブルなどの形式で画像補正部２０６内に記録することにより、画像補正部２０６は、光軸方向に対する先幕１９１と後幕１９２との位置関係と、先幕１９１と後幕１９２の走行方向とに基づいて、撮影画面１９３のシャッタ１９の走行方向の露光ムラを補正することができる。なお、先幕１９１と、後幕１９２の位置関係および走行方向と露光ムラの発生傾向との関係を、図１０（ａ）に示す。

（２）シャッタ秒時と絞り値に加えて、さらに撮像感度（ＩＳＯ感度）および撮影レンズ１２０の射出瞳位置とに基づいて、露光ムラ補正範囲と補正係数を決定するものでもよい。この場合、シャッタ秒時と、絞り値と、撮像感度と、射出瞳位置と、露光ムラ補正範囲と、露光ムラ補正に用いる補正係数との対応関係が、テーブルなどの形式で画像補正部２０６内に記録されている。シャッタ秒時と、絞り値と、撮像感度と、射出瞳位置の少なくとも一つの値に応じて、露光ムラ補正範囲、露光ムラ補正に用いる補正係数が変更される。したがって、シャッタ秒時と、絞り値と、撮像感度と、射出瞳位置とに応じて発生状況が異なる露光ムラに対して、最適な露光ムラ補正を施すことができる。なお、ＩＳＯ感度が大きい場合に撮像素子２０に蓄積される電荷量は、ＩＳＯ感度が小さい場合に蓄積される電荷量よりも多い。すなわち、ＩＳＯ感度が大きい程、露光ムラに与える影響が顕著になる。また、射出瞳位置が広角側、すなわち焦点距離の短い広角レンズを用いた場合には、図２（ａ）の場合と比べて、撮影画面１９３の上下における露光ムラの影響が顕著になる。射出瞳位置が望遠側、すなわち焦点距離の長い望遠レンズを用いた場合には、図２（ａ）の場合と比べて、撮影画面１９３の上下における露光ムラの影響が低減される。なお、シャッタ秒時、絞り、ＩＳＯ感度および射出瞳位置と露光ムラの影響との関係を、図１０（ｂ）に示す。

（３）画像補正部２０６で行なわれる露光ムラ補正処理は、撮影画面１９３の所定範囲の輝度値に所定の補正係数を乗じるものに代えて、撮影画面１９３のシャッタ１９の走行方向の全域の輝度値に対して、補正係数を乗じるようにしてもよい。この補正係数は、撮影画面１９３上の露光ムラを打ち消す特性を有するように設定される。撮影画面１９３の輝度（露光ムラ）が、縦軸を撮影画面１９３の上下方向（シャッタ１９の走行方向）の高さ（像高）Ｙ、横軸を輝度Ｉとした図１１（ａ）の輝度曲線Ａのように示されるものとする。輝度曲線Ａは図１１（ａ）に示すように、画面上部ほど輝度値が高くなり、輝度曲線Ａは画面高さＹの関数ｆ（Ｙ）で表される。輝度曲線Ａが関数ｆ（Ｙ）で表されるとき、補正係数Ｐは、たとえば式（１）のように表される。
Ｐ（Ｙ）＝１／ｆ（Ｙ） ・・・（１）

式（１）で表される補正係数Ｐは、図１１（ｂ）に示すように輝度曲線Ａに対して逆特性を有する、すなわち撮影画面１９３の露光ムラを打ち消す特性を有する。撮影画像の各画素に対応する輝度値をＩ（Ｘ，Ｙ）と表したとき、撮影画像Ｉ（Ｘ，Ｙ）を、以下の式（２）により補正し、補正後画像Ｉｈ（Ｘ，Ｙ）を得る。
Ｉｈ（Ｘ，Ｙ）＝Ｉ（Ｘ，Ｙ）・Ｐ（Ｙ） ・・・（２）
なお、（Ｘ，Ｙ）は撮影画面１９３における各画素の座標、Ｉ（Ｘ，Ｙ）は座標（Ｘ，Ｙ）における輝度値である。

式（２）は、式（１）で表される補正係数を各画素から出力される輝度値に乗じることを示す。この結果、露光ムラの発生している撮影画面１９３の上辺部および下辺部の輝度値を、適正な露光が行なわれた撮影画像１９３の中央部の輝度値に近づけることができる。

（４）１コマの撮影を行なうごとに露光ムラ補正処理を行なうものとして説明したが、一連の撮影が終了した後、もしくは撮影者により選択された画像に対して補正処理を行なってもよい。

（５）露光ムラの補正をカメラで行なうものに代えて、実施の形態で説明した露光ムラを補正するプログラムをコンピュータにインストールし、カメラで撮影した画像をコンピュータで補正してもよい。

また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

本発明の実施の形態によるカメラの要部構成を説明する図である。 シャッタ秒時が１／８０００で絞り値が１．４の場合におけるシャッタ先幕と後幕の走行と露光時間との関係を説明する図である。 シャッタ秒時が１／８０００で絞り値が２．８の場合におけるシャッタ先幕と後幕の走行と露光時間との関係を説明する図である。 シャッタ秒時が１／４０００で絞り値が１．４の場合におけるシャッタ先幕と後幕の走行と露光時間との関係を説明する図である。 露光ムラ補正を施す範囲の一例を説明する図である。 撮影画面と輝度との関係を示す図である。 実施の形態によるカメラの露光ムラ補正処理を説明するフローチャートである。 シャッタ先幕と後幕との位置関係が異なる場合における、シャッタ秒時が１／８０００で絞り値が１．４の場合シャッタ先幕と後幕の走行と露光時間との関係を説明する図である。 シャッタ先幕と後幕の走行方向が異なる場合における、シャッタ秒時が１／８０００で絞り値が１．４の場合シャッタ先幕と後幕の走行と露光時間との関係を説明する図である。 （ａ）は先幕と後幕の位置関係および走行方向と露光ムラの発生傾向との関係を纏めた図であり、（ｂ）はシャッタ秒時、絞り、ＩＳＯ感度および射出瞳位置と露光ムラの影響との関係を纏めた図である。 撮影画面のシャッタ走行方向における輝度値と、逆特性を有する補正係数とを説明する図である。

符号の説明

１９ シャッタ ２０ 撮像素子 １９１ シャッタ先幕
１９２ シャッタ後幕 ２００ 制御回路 ２０６ 画像補正部

Claims (9)

1. 先幕と後幕が光軸方向に所定の間隔をあけて配設されるフォーカルプレンシャッタを有するカメラで撮影された画像を取得する画像取得手段と、
   前記先幕と前記後幕の間隔に起因して前記画像に生じる露光ムラを補正する補正手段とを備え、
   前記補正手段は、前記画像を構成する画素のうち、輝度値が所定範囲内にある画素に対して、前記補正手段による前記露光ムラの補正を行わないこと
   を特徴とする画像補正装置。
2. 請求項１に記載の画像補正装置において、
   前記補正手段は、絞り、シャッタ秒時、撮像感度及び射出瞳位置の少なくとも一つの値と、前記光軸方向における前記先幕と前記後幕の位置関係と、前記先幕と前記後幕の走行方向とに基づいて、前記露光ムラを補正すること
   を特徴とする画像補正装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の画像補正装置において、
   前記補正手段は、撮像素子における前記フォーカルプレンシャッタの走行方向に垂直な一辺側から前記走行方向に沿って前記撮像素子の中央部に向かう所定範囲と、前記撮像素子における前記一辺と対向する他辺側から前記走行方向に沿って前記撮像素子の中央部に向かう所定範囲とに対応する画素の輝度値を補正すること
   を特徴とする画像補正装置。
4. 請求項３に記載の画像補正装置において、
   前記所定範囲は、絞り、シャッタ秒時、撮像感度及び射出瞳位置の少なくとも一つの値に応じて決定されること
   を特徴とする画像補正装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の画像補正装置において、
   補正係数は、絞り、シャッタ秒時、撮像感度及び射出瞳位置の少なくとも一つの値に応じて決定され、
   前記補正手段は、前記所定範囲に対応する画素の輝度値に前記補正係数を乗じて前記露光ムラを補正すること
   を特徴とする画像補正装置。
6. 請求項１に記載の画像補正装置において、
   前記露光ムラを補正するための補正係数を算出する算出手段を更に備え、
   前記補正手段は、前記算出手段により算出された前記補正係数を用いて前記露光ムラを補正すること
   を特徴とする画像補正装置。
7. 請求項６に記載の画像補正装置において、
   前記補正係数は、前記フォーカルプレンシャッタの走行方向の像高の関数として定義される補正係数であること
   を特徴とする画像補正装置。
8. 撮像素子と、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の画像補正装置とを備え、
   前記画像取得手段は、前記画像として前記撮像素子で撮像された画像を取得すること
   を特徴とするカメラ。
9. 先幕と後幕が光軸方向に所定の間隔をあけて配設されるフォーカルプレンシャッタを有するカメラで撮影された画像を取得する画像取得ステップと、
   前記先幕と前記後幕の間隔に起因して前記画像に生じる露光ムラを補正する補正ステップとを有し、
   前記補正ステップが、前記画像を構成する画素のうち、輝度値が所定範囲内にある画素に対して、前記補正手段による前記露光ムラの補正を行わないように、コンピュータにそれぞれのステップを実行させる画像補正プログラム。
   

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