撮像装置
【課題】 光学収差の補正を画像処理で行うとき、補正必要な情報が得られなかったとき、補正量を減少させる。
【解決手段】 画像データに対してレンズの収差補正を施す際に、レンズの特性情報の取得に失敗した場合には、レンズの特性に応じて用意された複数の補正係数のうち、予め選択されたいずれかの補正係数に重み付けを行ったうえで、この補正係数を用いてレンズの収差補正を行う。
【解決手段】 画像データに対してレンズの収差補正を施す際に、レンズの特性情報の取得に失敗した場合には、レンズの特性に応じて用意された複数の補正係数のうち、予め選択されたいずれかの補正係数に重み付けを行ったうえで、この補正係数を用いてレンズの収差補正を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズを通して得られた被写体像を光電変換機能を持つ撮像素子を用いて画像データとして読み出す撮像装置に関するものであり、読み出した画像データに対して光学レンズの収差補正処理を行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、光学レンズの収差補正機能を備えた、従来の一眼レフデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【０００３】
この一眼レフカメラは、一眼レフカメラの本体４００と、一眼レフデジタルカメラの本体４００に着脱可能な交換式のレンズユニット４０１で構成される。
【０００４】
レンズユニット４０１は、撮影レンズ４０２、レンズ制御部４０３、レンズメモリ４０４を備えている。レンズ制御部４０３は撮影レンズの位置を制御したり、レンズメモリ４０４から読み出したレンズＩＤを後述するカメラ制御部４１０に送信したりする。
【０００５】
カメラ制御部４１０は、カメラ本体全体の動作を統括するとともに、レンズ制御部４０３とデータ通信を行う。カメラメモリ４１１は、後述するようにレンズＩＤに対応させたシェーディング特性を補正する係数を記載した補正テーブルを記憶している。
【０００６】
撮影レンズ４０２は、その内部を透過した被写体像を撮像素子４１２上に結像させる。撮像素子４１２は、被写体像を光電変換機能によって電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子で構成され、その出力信号は、Ａ／Ｄ変換器４１３によってデジタルの画像データに変換される。
【０００７】
現像処理回路４１６は、Ａ／Ｄ変換器４１３から出力された画像データに対して、色変換処理やコントラスト変換（あるいは、ガンマ変換）や、シャープネス処理などのデジタル画像処理が行われる。
【０００８】
現像処理回路４１６にて現像処理された画像データは、記録処理回路４２０によってカメラ内部に設けられたメモリや、着脱可能な外部メモリ等からなる記録媒体４２１に記録される。あるいは、現像処理された画像データは、出力処理装置４２２によって出力装置４２３の特性に沿うよう画像補正を施され、カメラ本体に設けられたディスプレイや、カメラと通信可能なカラープリンターなどの出力装置４２３に送られる。
【０００９】
収差補正回路４１５は、現像処理回路４１６の前または後において（図４では、現像処理回路４１６の前）、撮影レンズの収差を補正する処理を行う。
【００１０】
撮影レンズの光学的な収差補正を行う方法、特に、撮影レンズのシェーディング特性（いわゆる、周辺光量落ち）を補正する方法としては、たとえば特開２００６−１９１２８２号公報に開示された方法が知られている。
【００１１】
撮影レンズのシェーディング特性を補正するために、収差補正回路４１５は、カメラ制御部４１０を介して、レンズメモリから読み出したレンズＩＤ、撮影時の撮影レンズの焦点距離、撮影時の絞りの情報をレンズ制御部４０３より受け取る。
【００１２】
収差補正回路４１５は、受け取ったレンズＩＤ、および、焦点距離や絞りといったパラメータに応じて、メモリ４１１に格納された補正テーブルから補正係数を読み出し、撮影した画像データに補正係数を掛けて収差補正を行う。
【特許文献１】特開２００６−１９１２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、収差補正回路４１５がシェーディング特性を補正する際に、レンズユニット４０１からレンズＩＤや焦点距離、絞りなどの情報が常に正常に得られるとは限らない。これらの情報が正常には得られなかった場合、適切な補正を行うことができず、撮影結果が好ましくない画像となることがある。
【００１４】
例えば、図５は、均一輝度の被写体を撮影したときの、撮影レンズ４０２の像高位置に対する、撮像素子４１２で得られた輝度値の割合を示す図である。
【００１５】
輝度値が均一の被写体を撮影したのであれば、理想的には、点線５０３で示すように、撮像素子４１２の出力は画面中心から画面端まで像高によらず均一の輝度値になるはずである。
【００１６】
これに対して、実際には、レンズのシェーディング特性によって像高に応じて輝度値に差が生じてしまう。例えば、ある撮影レンズのシェーディング特性の画面中心における輝度値の大きさを１．０とする。なお、撮像素子４１２と撮影レンズ４０２の中心位置が一致しているものとする。
【００１７】
そして、画面周辺に向かうにしたがい、すなわち像高が大きくなるにしたがい、輝度値が現象する。このとき、ピントが無限遠に設定されていれば、鎖線５０１に示すシェーディング特性を示し、ピントが至近に設定されていれば点線５０２に示すシェーディング特性を備えているものとする。
【００１８】
ここで、カメラ制御部４１０が、レンズ制御部４０３から焦点距離の情報を正常に得られなかったとすると、いずれかのピント位置における補正係数を選択してシェーディング補正を行うことになる。
【００１９】
例えば、焦点距離の情報を得られなかった場合には、どのピント位置で撮影した画像であっても、ピント位置が無限遠に設定されたときの補正係数を用いて補正を行ったとする。
【００２０】
すると、図６に示すように、ピント位置が無限遠に設定された状態で撮影した画像については、鎖線６０４に示すように理想的な輝度値に補正することができる。しかしながら、ピント位置が至近に設定された状態で撮影した画像については、点線６０５に示すように、画面端部に近付くにしたがって理想よりも輝度割合が大きくなる過補正となってしまう。
【００２１】
さらに、カメラ制御部４１０が、レンズ制御部４０３からレンズＩＤ情報を正常に得られなかったとすると、いずれかのレンズ情報における補正係数を選択してシェーディング補正を行うことになる。撮影レンズが異なると、像高位置に対する輝度値の割合を示す曲線の形状自体が異なる。そのため、いずれかのレンズ情報における補正係数を選択してシェーディング補正を行うことで、ピント位置の情報を取得できなかった場合と異なり、部分的な過補正が生じてしまう場合もある。
【００２２】
本発明は、このような撮影レンズの収差補正時に必要なレンズ情報が得られなかったとしても、観賞上できるだけ好ましい収差補正を行えるように構成することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するため、本願請求項１に記載の撮像装置は、レンズを通して結像された被写体像から画像データを生成する撮像素子と、画像データを生成した際の、前記レンズにおける複数の種類のレンズ情報を得る手段と、前記複数の種類のレンズ情報に対応した、前記画像データにおけるレンズの収差を補正するための複数の補正係数を記憶する手段と、前記複数の補正係数を、前記複数の種類のレンズ情報に応じて読み出す手段と、前記複数の種類のレンズ情報のうち、得られない情報があった場合に、読み出した複数の補正係数のうち予め設定されたいずれかの補正係数に対して、重み付けを行って、前記画像データを補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
【００２４】
また、上記課題を解決するため、本願請求項２に記載の撮像装置は、レンズを通して結像された被写体像から画像データを生成する撮像素子と、画像データを生成した際の、前記レンズにおける複数の種類のレンズ情報を得る手段と、前記複数の種類のレンズ情報に対応した、前記画像データにおけるレンズの収差を補正するための複数の補正係数を記憶する手段と、前記複数の補正係数を、前記複数の種類のレンズ情報に応じて読み出す手段と、前記複数の種類のレンズ情報のうち、得られない情報があった場合に、該得られない情報の特性に基づいて複数の補正係数を解析し、解析結果に応じて選択された補正係数に対して、重み付けを行って、前記画像データを補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、撮影レンズの光学的収差補正処理を行うときに、必要な撮影レンズの情報が得られなくても、出力される画像が観賞上好ましい画像となるように補正を行うことを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、撮影レンズの光学的収差補正として、周辺光量落ち補正を行う場合の例をあげて説明を行う。撮影レンズからの情報の一部あるいは全部が送られて来なかった場合について、周辺光量落ち補正を行った結果の画像を観賞上好ましくなるように出力する方式について、主に図１、図２を用いて説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態すべてに適用される、撮影レンズの光学的収差を補正する手段を備えた、一眼レフデジタルカメラのシステム全体を表す図である。
【００２８】
このシステムは、被写体像を結像するためのレンズユニット１０１、及び撮影した画像を画像データとして、記録媒体１２１に記録したり、ディスプレイやプリンターなどの出力装置１２３に出力したりするカメラ本体部１００より構成される。
【００２９】
撮影レンズ１０２によって被写体像を撮像素子１１２に結像する。
【００３０】
撮像素子１１２において撮影された被写体像は光電変換によって電気的なデータとして出力され、Ａ／Ｄ変換１１３においてデジタル画像データに変換される。
【００３１】
このように被写体像をデジタル画像データとして出力するために、撮影レンズ１０２においては、レンズ制御部１０３によって、ズーム操作、ピント合焦、絞り制御などが制御される。
【００３２】
これらの制御は、使用者が光学ファインダー１４０の被写体像をプレビューしながら、可動部材を操作することによって行ってもよい。
【００３３】
ここでは、ズーム操作は、使用者が光学ファインダー１４０の被写体像をプレビューしながら、使用者が不図示のズームスイッチを押すことにより焦点距離を調節し、ピント合焦は、不図示の自動焦点機構によって行われるものとする。絞りはカメラ部１００の操作部材で使用者が設定した絞り条件をカメラ制御部１１０から１０７を介してレンズ制御部１０３に送り、その情報に従って撮影レンズ１０２に付属した絞りが、レンズ制御部１０３によって制御される。
【００３４】
撮影されたデジタル画像データは、周辺光量落ち補正を収差補正回路１１５で行うために、カメラ制御部１１０からの制御信号によって切り換えスイッチ１１４を上側に切り換える。
【００３５】
このとき同時に、切り換えスイッチ１１７は下側に切り換わり、後段の収差補正回路１１８をスキップするようになる。
【００３６】
前段の収差補正回路１１５で行われる周辺光量落ち補正は、画像データ中の各画素の画面内での位置に基づき、画面中心からの距離によって変化するゲインを各画像データに掛けることによって補正を行う。
【００３７】
前段の収差補正回路１１５での補正は、撮像素子から出力されたデジタルデータに対して行うので、線形にゲインを掛けることが可能である。そのため、周辺光量落ちのように輝度の不足を補う補正は、後述する非線形処理が入る現像処理１１６よりも前段で行う方が補正処理が行いやすい。
【００３８】
現像処理１１６よりも後段の収差補正回路１１８で周辺光量落ち補正を行う場合は、線形な補正ゲインテーブルに対しては、現像処理１１６で非線形な処理を行うコントラスト補正（γ処理）の効果を反映させる必要がある。
【００３９】
ただし、後段の収差補正回路１１８で補正を行うときは、一旦、記録媒体１２１に記録された画像データをデコードしたデータに対して、補正を掛けることができるという優位性もある。
【００４０】
各ゲインのデータは、カメラ制御部１１０から収差補正回路１１５に送られる。
【００４１】
そのデータは、図７に示されるように、画面中心からの距離（像高）に対して、１０点のドットで表されているゲインのデータで構成されている。
【００４２】
１０点の各像高の間に位置する画素データに対しては、該当する画素データが位置する２点間の像高の各２点のゲインで補間したゲインを使用する。
【００４３】
以下では、この１０点のゲインのテーブルを決める方法について、図２を用いて説明する。
【００４４】
周辺光量落ち補正テーブルは、像高に対するゲインで表される。図１０に示されるように、撮影レンズ固有のレンズＩＤ情報、ズーム操作によって決まる焦点距離情報、ピント合焦によって決まるピント位置情報すなわち撮影距離情報、絞り設定によって決まる絞り情報によって変化する四次元の複数のテーブルで構成されている。
【００４５】
これらの各補正係数は、実際に撮影した画像または設計値から実際に撮影した画像を光線追跡によってシミュレートしたものから求めたものが主に用いられる。
【００４６】
図１０は、１１の像高に対応した１１点のゲインのデータが示されているが、画面中心すなわち像高０のときは、必ずゲイン＝１．０となるので、省略して１０点のゲインのデータを与えることで対応可能である。
【００４７】
例えば、絞りＦ４．０のときは、絞りＦ２．８の像高に対するテーブルと絞りＦ８の像高に対するテーブルの間で、１：２補間したときのデータを使用する。
【００４８】
同様に、撮影距離２．０ｍのときは、前記絞りのときに求めた像高に対するテーブルの１．０ｍ時と３．０ｍ時とのテーブル間で１：１補間をする。
【００４９】
さらに、焦点距離５０ｍｍのときは、前記で求めた絞りと撮影距離の条件の像高に対するテーブルの５０ｍｍのときのものを用いる。
【００５０】
これによって、像高に対する１０点のゲインは決定される。
【００５１】
図１０のテーブルは、カメラメモリ１１１に記憶する場合、カメラ１００に装着可能な全種類のレンズユニット１０１に対応する必要があるので、レンズＩＤ情報に対応するテーブルを持つ必要がある。
【００５２】
図１０のテーブルを、レンズメモリ１０４に記憶する場合、各撮影レンズ１０４ごとに図１０のテーブルを持つので、レンズＩＤ情報に対応する必要はない。
【００５３】
ここで、本発明のポイントである、撮影レンズの撮影条件の情報が得られなかった場合の１０点のゲインの作成方法について、図２を用いて説明する。
【００５４】
以下では、図１０の補正ゲインのテーブルをカメラメモリ１１１に記憶してある場合について述べる。
【００５５】
撮影レンズ１０１のレンズ制御部１０３が、１０点の補正ゲインテーブルを算出して出力するための情報の全てか一部をカメラ制御部１１０に送れなくなる。その理由としては、レンズＩＤ情報、焦点距離情報、撮影距離情報、絞り情報の全てか一部を出力する手段を持っていないことが考えられる。また、撮影レンズ１０１がカメラ１００との通信手段を持たないもので、カメラシステムに適合していなかったり、レンズ制御部１０３を持たない撮影レンズであったりなどの理由が考えられる。
【００５６】
図２は、カメラ制御部１１０において、レンズ制御部１０３から送られてきた撮影時の各情報を分析する処理の流れを表すフローチャートである。
【００５７】
まず、ステップＳ２０１で、撮影時の撮影レンズの情報を取得し、ステップＳ２０２でその情報からレンズＩＤを検出する。
【００５８】
レンズＩＤを検出したら、ステップＳ２０３で、該当するレンズＩＤのテーブル（図１０の示す全部）をカメラメモリ１１１より取得する。
【００５９】
ここで、レンズＩＤを検出できなかった場合、ステップＳ２０５に進み、あらかじめ準備しておいた像高に対する１０点のゲインテーブルをカメラメモリ１１１より取得する。
【００６０】
例えば、レンズＩＤがない場合、「レンズＩＤ：５８３」「焦点距離：５０ｍｍ」「撮影距離：無限遠」「絞り：Ｆ２．８」を使用する、と決めておく。すると、図１０に示される「像高１：１．０１、像高２：１．０４、像高３：１．０８、像高４：１．１４、像高５：１．２２、像高６：１．４０、像高７：１．６６、像高８：２．０３、像高９：２．６０、像高１０：３．４５」というテーブルを取得する。そして、ステップＳ２１８に進む。
【００６１】
ステップＳ２０３で、レンズＩＤのテーブルを取得すると、ステップＳ２０６で焦点距離情報を検出できたか判定する。焦点距離情報を検出できたときには、ステップＳ２０７において、その焦点距離に該当するテーブルを保持して他の情報を破棄する。
【００６２】
例えば、焦点距離が１００ｍｍであれば、図１０の焦点距離８５ｍｍのテーブルと１３５ｍｍのテーブルより、各ゲインのテーブルを８５：１３５で補間したデータを保持する。
【００６３】
ここで焦点距離情報が得られなかった場合は、ステップＳ２０９において、「焦点距離：５０ｍｍ」「撮影距離：無限遠」「絞り：Ｆ２．８」を使用する、と決めておく。すると、図１０に示される「像高１：１．０１、像高２：１．０４、像高３：１．０８、像高４：１．１４、像高５：１．２２、像高６：１．４０、像高７：１．６６、像高８：２．０３、像高９：２．６０、像高１０：３．４５」というテーブルを取得する。そして、下記で説明する２１８のステップに進む。
【００６４】
ステップＳ２０７で焦点距離に応じたテーブルを選択すると、ステップＳ２１０において撮影距離情報を検出できたか判定する。ステップＳ２１０で撮影距離情報を検出できたときには、ステップＳ２１１において、その撮影距離に該当するテーブルを保持して他の情報を破棄する。
【００６５】
例えば、撮影距離が２．０ｍだった場合、前記で求めて保持したテーブルのうち、１．０ｍ時と３．０ｍ時のテーブルで補間する。
【００６６】
ここで撮影距離情報が得られなかった場合は、ステップ２１３において、「撮影距離：無限遠」「絞り：Ｆ２．８」を使用する、と決めておけば、それに該当するテーブルを保持する。そして、下記で説明する２１８のステップに進む。
【００６７】
ステップＳ２１１で撮影距離に該当するテーブルを保持したのであれば、ステップＳ２１４で絞り情報を検出できたか判定する。ステップＳ２１４で絞り情報を検出できた場合は、ステップＳ２１５において、その絞りに該当するテーブルを保持して他の情報を破棄する。
【００６８】
例えば、絞りがＦ４だった場合、前記で求めて保持したテーブルのうち、Ｆ２．８時とＦ８時のテーブルで補間する。
【００６９】
ここで絞り情報が得られなかった場合は、ステップ２１７において、「絞り：Ｆ２．８」を使用する、と決めておけば、それに該当するテーブルを保持する。そして、下記で説明する２１８のステップに進む。
【００７０】
以上のようにして、像高１０点に対する１０種類の補正ゲインが決定される。
【００７１】
最後に、求められた補正ゲインに対して、ステップ２１８において、重み付けを行う。
【００７２】
レンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が全て得られた場合は、最適に周辺光量落ち補正が行われるので、ここでは重み付けの必要はなく、重み付けゲイン１．０倍で出力する。
【００７３】
撮影レンズの各情報が得られなかった場合は、レンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの順番に、補正の確度が落ちていく。例えば、図８に示すように、ステップ２０５からのテーブルに対しては、０．５倍ゲインを掛け、ステップ２０９からのテーブルに対しては、０．６倍ゲインを掛ける。ステップ２１３からのテーブルには０．７倍ゲインを掛け、ステップ２１７からのテーブルに対しては、０．８倍ゲインを掛けることによって重み付けを行う。
【００７４】
この重み付け処理を行うことによって、周辺光量落ちの現象を必ず緩和することができ、さらに、テーブルの不整合によって生じる図６で説明したような過補正の状態を防止することができる。
【００７５】
以上のようにして求められた、像高１０点に対する各補正ゲインのテーブルは、カメラ制御部１１０より収差補正処理１１５に送られて、補正処理ステップ２１９が行われる。
【００７６】
補正処理ステップ２１９では、前記に述べた通り、像高１０箇所以外の像高は、２点の像高データより補間したゲインを求め、各像高に位置する画素に対して相当するゲインを掛けて、周辺光量落ち補正を行う。
【００７７】
そして、画像データ出力ステップ２２０によって、周辺光量落ち補正された画像データは、現像処理１１６に送られ、色変換処理、コントラスト補正処理（ガンマ処理）、シャープネス処理などの現像処理が行われる。そして、記録処理１２０や出力処理１２２に送られて、記録媒体１２１や出力装置１２３に出力される。
【００７８】
以上のようにして、周辺光量補正を行うことで、撮影レンズからレンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が得られない場合であっても、周辺光量落ちを補正することができる。その補正量は必ずしも理想的な均一な補正ではない場合もあるが、過補正による不自然な画質が生じる可能性を低く抑えることができる。
【００７９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態と同様に、撮影レンズの光学的収差補正として、周辺光量落ち補正を行う場合を一例として述べる。本実施形態では、撮影レンズからの情報の一部あるいは全部が送られて来なかった場合について、第１の実施形態よりもさらに精度良く補正できる方法について、主に図１、図３を用いて説明する。
【００８０】
図１において、撮影レンズの周辺光量落ちの収差を含む画像データが収差補正処理１１５に送られてくるまでの処理は、第１の実施形態と同様である。
【００８１】
また、撮影レンズの撮影時のレンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が、レンズ制御部１０３からカメラ制御部１１０に送られてくる処理も、第１の実施形態と同様である。
【００８２】
各ゲインのデータは、カメラ制御部１１０から収差補正回路１１５に送られる。そのデータは、第１の実施形態と同様である。具体的には、図７に示されるように、画面中心からの距離（像高）に対して、１０点のドットで表されているゲインのデータで構成されている。そして、１０点の各像高の間に位置する画素データに対しては、該当する画素データが位置する２点間の像高の各２点のゲインで補間したゲインを使用する。
【００８３】
以下では、この１０点のゲインのテーブルを決める方法について、図３を用いて説明する。
【００８４】
周辺光量落ち補正テーブルは、像高に対するゲインで表される。
【００８５】
図１０に示されるように撮影レンズ固有のレンズＩＤ情報、ズーム操作によって決まる焦点距離情報、ピント合焦によって決まるピント位置情報すなわち撮影距離情報、絞り設定によって決まる絞り情報によって変化する四次元の複数のテーブルで構成されている。
【００８６】
これらの各補正係数は、実際に撮影した画像または設計値から実際に撮影した画像を光線追跡によってシミュレートしたものから求めたものが主に用いられる。
【００８７】
図１０は、１１の像高に対応した１１点のゲインのデータが示されているが、画面中心すなわち像高０のときは、必ずゲイン＝１．０となるので、省略して１０点のゲインのデータを与えることで対応可能である。
【００８８】
例えば、絞りＦ４．０のときは、絞りＦ２．８の像高に対するテーブルと絞りＦ８の像高に対するテーブルの間で、１：２補間したときのデータを使用する。
【００８９】
同様に、撮影距離２．０ｍのときは、前記絞りのときに求めた像高に対するテーブルの１．０ｍ時と３．０ｍ時とのテーブル間で１：１補間をする。
【００９０】
さらに、焦点距離５０ｍｍのときは、前記で求めた絞りと撮影距離の条件の像高に対するテーブルの５０ｍｍのときのものを用いる。
【００９１】
これによって、像高に対する１０点のゲインは決定される。
【００９２】
図１０のテーブルは、カメラメモリ１１１に記憶する場合、カメラ１００に装着可能な全撮影レンズ１０１に対応する必要があるので、レンズＩＤ情報に対応するテーブルを持つ必要がある。
【００９３】
図１０のテーブルを、レンズメモリ１０４に記憶する場合、各撮影レンズ１０４ごとに図１０のテーブルを持つので、レンズＩＤ情報に対応する必要はない。
【００９４】
ここで、本発明のポイントである、撮影レンズの撮影条件の情報が得られなかった場合の１０点のゲインの作成方法について、図３を用いて説明する。
【００９５】
以下では、図１０の補正ゲインのテーブルをカメラメモリ１１１に記憶してある場合について述べる。
【００９６】
撮影レンズ１０１のレンズ制御部１０３が、１０点の補正ゲインテーブルを算出して出力するための情報の全てか一部をカメラ制御部１１０に送れなくなる。その理由としては、レンズＩＤ情報、焦点距離情報、撮影距離情報、絞り情報の全てか一部を出力する手段を持っていなかったりする場合がある。また、撮影レンズ１０１がカメラ１００との通信手段を持たないもので、カメラシステムに適合していなかったり、レンズ制御部１０３を持たない撮影レンズであったりなどの場合がある。
【００９７】
図３は、カメラ制御部１１０において、レンズ制御部１０３から送られてきた撮影時の各情報を分析する処理の流れを表すフローチャートである。
【００９８】
ステップＳ３０１で。まず、撮影時の撮影レンズの情報を取得し、ステップＳ３０２でその情報からレンズＩＤを検出する。
【００９９】
ステップＳ３０２でレンズＩＤを検出したら、ステップＳ３０３において該当するレンズＩＤのテーブル（図１０の示す全部）をカメラメモリ１１１より取得する。
【０１００】
ここで、レンズＩＤを検出できなかった場合、図１０のテーブルを含む、カメラメモリ１１１に記憶されている、総てのレンズＩＤのテーブルを、カメラメモリ１１１より取得する。
【０１０１】
次に、ステップＳ３０４において、取得した総てのテーブルの補正ゲイン値を解析し、像高１０すなわち画面端での補正ゲイン値が最大値となるテーブルを検出し、最大値を検出したレンズＩＤのテーブルを選択する。そして、ステップＳ３０５において、この解析結果に基づいて、そのレンズＩＤのテーブルだけ抽出する。
【０１０２】
ここでは、最大値を検出してもよいし、各レンズＩＤごとに画面端での補正ゲイン値の大きい順に決められた数だけ選んでその平均値を求めて、最大の平均値となるレンズＩＤのテーブルを選択してもよい。補正量が大きくなる補正ゲイン値を要素として持つレンズＩＤのテーブルを選択してもよいし、補正をできるだけ抑えて過補正防止するためには、画面端での補正ゲインが最小値となるテーブルを選択してもよい。あるいは、どの条件においてもある程度の補正量を確保したい場合は、画面端での補正ゲインの平均値に最も近い値や、画面端での補正ゲインのメジアンを取るテーブルでも構わない。
【０１０３】
以上のようにして、例えば、レンズＩＤがない場合、ステップ３０５において、「レンズＩＤ：５８３」の補正テーブルが選択されたとすると、このテーブルを次のステップＳ３０６に送る。
【０１０４】
次に、ステップＳ３０３及びＳ３０５より取得された補正ゲインテーブルは、ステップＳ３０６で焦点距離情報を検出したとき、ステップＳ３０７において、その焦点距離に該当するテーブルを保持して他の情報を破棄する。
【０１０５】
例えば、焦点距離が２８ｍｍであれば、図１０の焦点距離２８ｍｍのテーブルを保持し、次のステップＳ３１０に送る。
【０１０６】
ここで焦点距離情報が得られなかった場合は、ステップＳ３０８において、ステップＳ３０３またはＳ３０５で得られたレンズＩＤ：５８３の補正テーブルを解析し、補正ゲイン値の最大値を検出し、最大値を検出した焦点距離のテーブルを選択する。そして、ステップＳ３０９において、この解析結果に基づいて、その焦点距離のテーブルだけ選択して抽出する。
【０１０７】
ここでは、最大値を検出してもよいし、各焦点距離テーブルごとに画面端における補正ゲイン値の大きい順に決められた数だけ選んでその平均値を求めて、最大の平均値となる焦点距離テーブルを選択してもよい。その他にも、前記のように中間付近の値を取る補正ゲイン値を持つ焦点距離のテーブルを選択する方法でも構わない。
【０１０８】
以上のようにして、例えば、図１０のレンズＩＤ：５８３の場合、焦点距離情報がないときは、ステップ３０８、３０９において、最大値３．５７の補正ゲイン値を持つ「焦点距離：２８ｍｍ」の補正テーブルが選択されることになる。このテーブルを次のステップＳ３１０に送る。
【０１０９】
次に、ステップＳ３０７及びＳ３０９よりより取得された補正ゲインテーブルは、ステップＳ３１０で撮影距離情報を検出したとき、ステップＳ３１１において、その撮影距離に該当するテーブルを保持して他の情報を破棄する。
【０１１０】
例えば、撮影距離が１．０ｍであれば、図１０の焦点距離２８ｍｍであったときの、撮影距離１．０ｍのテーブルを保持し、次のステップＳ３１４のステップに送る。
【０１１１】
ここで撮影距離情報が得られなかった場合は、ステップＳ３１２において、ステップＳ３０７またはＳ３０９で得られた焦点距離：２８ｍｍの補正テーブルを解析し、補正ゲイン値の最大値を検出し、最大値を検出した焦点距離のテーブルを選択する。そしてステップＳ３１３において、この解析結果に基づいて、その焦点距離のテーブルだけ選択して抽出する。
【０１１２】
ここでは、最大値を検出してもよいし、各撮影距離テーブルごとに補正ゲイン値の大きい順に決められた数だけ選んでその平均値を求めて、最大の平均値となる撮影距離テーブルを選択してもよい。その他にも、前記のように中間付近の値を取る補正ゲイン値を持つ焦点距離のテーブルを選択する方法でも構わない。
【０１１３】
以上のようにして、例えば、図１０のレンズＩＤ：５８３、焦点距離：２８ｍｍの場合、撮影距離情報がないときは、ステップＳ３１２、Ｓ３１３において、最大値３．５７の補正ゲイン値を持つ「撮影距離：１．０ｍｍ」の補正テーブルが選択されることになる。そして、このテーブルを次のステップＳ３１４に送る。
【０１１４】
次に、ステップＳ３１１及びＳ３１３よりより取得された補正ゲインテーブルは、ステップＳ３１４で絞り情報を検出したとき、ステップＳ３１５において、その撮影距離に該当するテーブルを保持して他の情報を破棄する。
【０１１５】
例えば、絞りが５．６であれば、図１０の焦点距離２８ｍｍの撮影距離１．０ｍであったときの、絞りＦ２．８のテーブルとＦ８のテーブルより、各ゲインのテーブルをＦ２．８：Ｆ８で補間したデータを保持する。具体的には、Ｆ２．８時とＦ８時のデータを２：１で内分したテーブルであり、これを次のステップＳ３１８に送る。
【０１１６】
ここで絞り情報が得られなかった場合は、ステップＳ３１６において、ステップＳ３１１またはＳ３１３で得られた焦点距離：２８ｍｍ、撮影距離１．０ｍの補正テーブルを解析し、補正ゲイン値の最大値を検出し、最大値を検出した絞りのテーブルを選択する。そして、ステップＳ３１７において、この解析結果に基づいて、その絞りのテーブルだけ選択して抽出する。
【０１１７】
ここでは、最大値を検出してもよいし、各絞りテーブルごとに補正ゲイン値の大きい順に決められた数だけ選んでその平均値を求めて、最大の平均値となる絞りテーブルを選択してもよい。その他にも、例えば、絞りの各Ｆ値の画面端での補正係数同士を比較して、補正係数の最大最小の平均値に近いときのＦ値を補正テーブルとすればよい。このようにすれば、どのＦ値で撮影されても、補正量の誤差は最大または最小の補正係数の場合となり、最大誤差を小さくすることができる。
【０１１８】
以上のようにして、例えば、図１０のレンズＩＤ：５８３、焦点距離：２８ｍｍ、撮影距離：１．０ｍの場合、絞り情報がないときは、ステップ３１６、３１７において、最大値３．５７の補正ゲイン値を持つ「絞り：Ｆ２．８」の補正テーブルが選択される。このテーブルを次のステップＳ３１８に送る。
【０１１９】
以上のようにして、像高１０点に対する１０種類の補正ゲインが決定される。
【０１２０】
最後に、求められた補正ゲインに対して、ステップＳ３１８において、重み付けを行う。
【０１２１】
レンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が全て得られた場合は、最適に周辺光量落ち補正が行われるので、ここでは重み付けの必要はなく、重み付けゲイン１．０倍で出力する。
【０１２２】
撮影レンズの各情報が得られなかった場合は、情報の数が少ないほど補正の確度が落ちていくので、情報の欠落している数の分だけゲインを下げる。ステップＳ３１５またはＳ３１７からのテーブルに対しては、例えば、情報が１つ不足している場合は×０．８倍、２つの場合は×０．７倍、３つの場合は０．６倍、４つの場合は×０．５倍のゲインを掛けることによって重み付けを行う。（図９）
この重み付け処理を行うことによって、周辺光量落ちの現象を必ず緩和することができ、さらに、テーブルの不整合によって生じる図６で説明したような過補正の状態を防止することができる。
【０１２３】
以上のようにして求められた、像高１０点に対する各補正ゲインのテーブルは、カメラ制御部１１０より収差補正処理１１５に送られて、補正処理ステップＳ２１９が行われる。
【０１２４】
以降の周辺光量落ち補正処理を含めた画像処理は、実施形態１と同様である。
【０１２５】
以上のようにして、周辺光量補正を行うことで、撮影レンズからレンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が得られない場合も、周辺光量落ちの現象を緩和することができ、過補正による不自然な画質の発生を抑制することが可能となる。
【０１２６】
（第３の実施形態）
次に第３の実施形態の説明をする。第３の実施形態は、撮影レンズの収差のうち、歪曲収差の補正をおこなうものである。
【０１２７】
画像処理全体のシステムは、実施形態１、２と同様で、歪曲収差補正も収差補正１１５あるいは１１８の処理部で補正処理を行う。
【０１２８】
撮影レンズに１０２よって結像した画像を撮像素子１１２で光電変換し、Ａ／Ｄ変換部１１３でデジタル画像データを生成し、現像処理１１６を経て、記録媒体１２１に記録したり、表示媒体１２３に出力する方法は、実施形態１、２と同様である。
【０１２９】
ここで、前段の収差補正回路１１５あるいは後段の収差補正回路１１８で歪曲収差補正処理を行う方法を説明する。
【０１３０】
現像処理１１６の前段の収差補正回路１１５、後段の収差補正回路１１８で行う優位性は、実施形態１で述べたとおである。
【０１３１】
ここでは、現像処理後、後段の収差補正回路１１８で歪曲収差補正をする処理の場合で説明する。
【０１３２】
図１１は、歪曲収差を説明した図である。対角上の斜め方向の最大像高となる方向で考えると、理想的な結像位置までの像高Ｈに対して、実際の結像した画像の像高ｈの画素の位置をＨの位置に補正するのであるから、補正係数Ｗとすると、
Ｈ２＝Ｗ＋ｈ２
で、補正される。像高に対するこのＷを表す１０点の係数を表したものが図１２の各点であり、各点の間に位置する画素については、両側の２点で補間する。
【０１３３】
ここでは、補正に画素の位置をずらすシフト量を補正量として加算する方法を用いているが、積算を用いてもよい。その場合は、画面中心の位置に対するゲインを１．０倍とする。
【０１３４】
補正係数Ｗは、レンズ設計値より求めた理想的なデータと、実際に撮影した画像または設計値から実際に撮影した画像を光線追跡によってシミュレートしたものの関係で求めたものが主に用いられる。
【０１３５】
１０点の間の画素については、１次の線形補間にすると、補間境界に位置する１０点のそれぞれの画素において、不連続な像が現れることがあるので、補間の演算にはｎ次多項式によって近似した計算値を用いる。
【０１３６】
ここで、本発明のポイントである、１０点の補正テーブルを求める際に、テーブルを求めるための撮影レンズからの情報が欠落した場合のテーブル参照方法を述べる。
【０１３７】
補正値Ｗを表すテーブルを図１３に示す。画像中心である像高０では補正を行わないので、０として表示されている。その他の像高に対する１０点の補正テーブルは、レンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの４つのパラメータに対応して変化する。
【０１３８】
この補正テーブルを参照するとき、レンズＩＤ、焦点距離情報、撮影距離情報、絞り情報のうち、一つ以上の情報が欠落している場合の参照方法は、実施形態１、実施形態２で述べた図２、及び図３の処理フローと同様である。
【０１３９】
すなわち、各情報が検出されなかったとき、それぞれの該当するテーブルのうち、代表的なテーブルを引用して、そのテーブルを送出し、最後に過補正を抑えるために重み付けを掛けるものである。
【０１４０】
以上のようにして、歪曲収差補正についても、周辺光量落ち補正のように、撮影レンズからレンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が得られない場合も、歪曲収差の現象を緩和することができ、過補正による不自然な画質の発生を抑えることが可能となる。
【０１４１】
（第４の実施形態）
次に第４の実施形態の説明をする。第４の実施形態は、撮影レンズの収差のうち、倍率色収差の補正をおこなうものである。
【０１４２】
画像処理全体のシステムは、実施形態１、２、３と同様で、倍率色収差補正も収差補正１１５あるいは１１８の処理部で補正処理を行う。
【０１４３】
撮影レンズに１０２よって結像した画像を撮像素子１１２で光電変換し、Ａ／Ｄ変換部１１３でデジタル画像データを生成し、現像処理１１６を経て、記録媒体１２１に記録したり、表示媒体１２３に出力する方法は、実施形態１、２、３と同様である。
【０１４４】
ここで、前段の収差補正回路１１５あるいは後段の収差補正回路１１８で倍率色収差補正処理を行う方法を説明する。
【０１４５】
現像処理１１６の前段の収差補正回路１１５、後段の収差補正回路１１８で行う有為性は、実施形態１で述べたとおである。
【０１４６】
ここでは、現像処理後１１８で倍率色収差補正をする処理の場合で説明する。
【０１４７】
図１４は、倍率色収差の補正を説明した図である。倍率色収差の補正は、色成分ごとに異なる結像位置を補正して合わせればよいので、例えば画像をＲＧＢの３平面に分離したときに、Ｒ成分が画面外側、Ｂ成分が画面内側にずれて結像しているレンズの特性を補正する場合について説明する。
【０１４８】
対角上の斜め方向の最大像高となる方向で考えると、画像をＲＧＢの３平面に分離して、Ｇ画素の結像位置までの像高Ｈｇに対して、画素の位置を補正するＲ画素、Ｂ画素のそれぞれの像高Ｈｒ、Ｈｂの画素の位置をＨｇの位置に補正する。したがって、Ｒ画素、Ｂ画素の補正係数をそれぞれＫｒ、Ｋｂとすると、
Ｈｇ２＝Ｋｒ＋Ｈｒ２
Ｈｇ２＝Ｋｂ＋Ｈｂ２
で、補正される。像高に対するこのＫｒ、Ｋｂを表す１０点の係数を表したものが図１５の各点であり、各点の間に位置する画素については、両側の２点で補間する。
【０１４９】
補正係数Ｋｒ、Ｋｂは、レンズ設計値より求めた理想的なデータと、実際に撮影した画像または設計値から実際に撮影した画像を光線追跡によってシミュレートしたものの関係で求めたものが主に用いられる。図１４の説明では、Ｒ画素は内側方向に補正するのでＫｒは負の数の加算、Ｂ画素は外側方向に補正するのでＫｂは正の数の加算が行われる。
【０１５０】
ここでは、補正に画素の位置をずらすシフト量を補正量として加算する方法を用いているが、積算を用いてもよい。その場合は、画面中心の位置に対するゲインを１．０倍とする。
【０１５１】
１０点の間の画素については、１次の線形補間にすると、補間境界に位置する１０点のそれぞれの画素において、不連続な像が現れることがあるので、補間の演算にはｎ次多項式によって近似した計算値を用いる。
【０１５２】
ここで、本発明のポイントである、１０点の補正テーブルを求める際に、テーブルを求めるための撮影レンズからの情報が欠落した場合のテーブル参照方法を述べる。
【０１５３】
補正値Ｋｒ、Ｋｂを表すテーブルを図１６に示す。ＫｒはＨｇ−Ｈｒで表され、ＫｂはＨｇ−Ｈｂで表されている。
【０１５４】
画像中心である像高０では補正を行わないので、±０として表示されている。その他の像高に対する１０点の補正テーブルは、レンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの４つのパラメータに対応して変化する。
【０１５５】
この補正テーブルを参照するとき、レンズＩＤ、焦点距離情報、撮影距離情報、絞り情報のうち、一つ以上の情報が欠落している場合の参照方法は、実施形態１、実施形態２、実施形態３で述べた図２、及び図３の処理フローと同様である。
【０１５６】
すなわち、各情報が検出されなかったとき、それぞれの該当するテーブルのうち、代表的なテーブルを引用して、そのテーブルを送出し、最後に過補正を抑えるために重み付けを掛けるものである。
【０１５７】
以上のようにして、倍率色収差補正についても、撮影レンズからレンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が得られない場合も、歪曲収差の現象を緩和することができ、過補正による不自然な画質の発生を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明の実施形態のブロック図である
【図２】本発明第１の実施形態のフローチャートを表す
【図３】本発明第２の実施形態のフローチャートを表す
【図４】従来例のブロック図である
【図５】周辺光量落ちの状態を示す図である
【図６】周辺光量落ち補正の過補正の状態を表す図である
【図７】周辺光量落ち補正のゲインを表す図である
【図８】周辺光量落ち補正のゲインに重みをつけたときを表す図である
【図９】周辺光量落ち補正のゲインに重みをつけたときを表す図である
【図１０】周辺光量落ち補正テーブルを表す図である
【図１１】歪曲補正を説明する図である
【図１２】歪曲補正の補正係数を表す図である
【図１３】歪曲補正の補正テーブルを表す図である
【図１４】倍率色収差補正を説明する図である
【図１５】倍率色収差補正の補正係数を表す図である
【図１６】倍率色収差補正の補正テーブルを表す図である
【符号の説明】
【０１５９】
１００ カメラ本体
１０１ 撮影レンズ本体
１０２ 撮影レンズ
１０３ レンズ制御部
１０４ レンズメモリ
１０５ 撮影レンズによって結像された被写体像
１０６ カメラ側に送られるレンズ制御データ
１０７ カメラ制御部から送るレンズ制御データ
１１０ カメラ制御部
１１１ カメラメモリ
１１２ 撮像素子
１１３ Ａ／Ｄ変換
１１４ 収差補正切り換えスイッチ
１１５ 収差補正回路
１１６ 現像処理部
１１７ 収差補正切り換えスイッチ
１１８ 収差補正回路
１２０ 記録部
１２１ 記録媒体
１２２ 出力部
１２３ 表示媒体
１４０ 光学ファインダー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズを通して得られた被写体像を光電変換機能を持つ撮像素子を用いて画像データとして読み出す撮像装置に関するものであり、読み出した画像データに対して光学レンズの収差補正処理を行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、光学レンズの収差補正機能を備えた、従来の一眼レフデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【０００３】
この一眼レフカメラは、一眼レフカメラの本体４００と、一眼レフデジタルカメラの本体４００に着脱可能な交換式のレンズユニット４０１で構成される。
【０００４】
レンズユニット４０１は、撮影レンズ４０２、レンズ制御部４０３、レンズメモリ４０４を備えている。レンズ制御部４０３は撮影レンズの位置を制御したり、レンズメモリ４０４から読み出したレンズＩＤを後述するカメラ制御部４１０に送信したりする。
【０００５】
カメラ制御部４１０は、カメラ本体全体の動作を統括するとともに、レンズ制御部４０３とデータ通信を行う。カメラメモリ４１１は、後述するようにレンズＩＤに対応させたシェーディング特性を補正する係数を記載した補正テーブルを記憶している。
【０００６】
撮影レンズ４０２は、その内部を透過した被写体像を撮像素子４１２上に結像させる。撮像素子４１２は、被写体像を光電変換機能によって電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子で構成され、その出力信号は、Ａ／Ｄ変換器４１３によってデジタルの画像データに変換される。
【０００７】
現像処理回路４１６は、Ａ／Ｄ変換器４１３から出力された画像データに対して、色変換処理やコントラスト変換（あるいは、ガンマ変換）や、シャープネス処理などのデジタル画像処理が行われる。
【０００８】
現像処理回路４１６にて現像処理された画像データは、記録処理回路４２０によってカメラ内部に設けられたメモリや、着脱可能な外部メモリ等からなる記録媒体４２１に記録される。あるいは、現像処理された画像データは、出力処理装置４２２によって出力装置４２３の特性に沿うよう画像補正を施され、カメラ本体に設けられたディスプレイや、カメラと通信可能なカラープリンターなどの出力装置４２３に送られる。
【０００９】
収差補正回路４１５は、現像処理回路４１６の前または後において（図４では、現像処理回路４１６の前）、撮影レンズの収差を補正する処理を行う。
【００１０】
撮影レンズの光学的な収差補正を行う方法、特に、撮影レンズのシェーディング特性（いわゆる、周辺光量落ち）を補正する方法としては、たとえば特開２００６−１９１２８２号公報に開示された方法が知られている。
【００１１】
撮影レンズのシェーディング特性を補正するために、収差補正回路４１５は、カメラ制御部４１０を介して、レンズメモリから読み出したレンズＩＤ、撮影時の撮影レンズの焦点距離、撮影時の絞りの情報をレンズ制御部４０３より受け取る。
【００１２】
収差補正回路４１５は、受け取ったレンズＩＤ、および、焦点距離や絞りといったパラメータに応じて、メモリ４１１に格納された補正テーブルから補正係数を読み出し、撮影した画像データに補正係数を掛けて収差補正を行う。
【特許文献１】特開２００６−１９１２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、収差補正回路４１５がシェーディング特性を補正する際に、レンズユニット４０１からレンズＩＤや焦点距離、絞りなどの情報が常に正常に得られるとは限らない。これらの情報が正常には得られなかった場合、適切な補正を行うことができず、撮影結果が好ましくない画像となることがある。
【００１４】
例えば、図５は、均一輝度の被写体を撮影したときの、撮影レンズ４０２の像高位置に対する、撮像素子４１２で得られた輝度値の割合を示す図である。
【００１５】
輝度値が均一の被写体を撮影したのであれば、理想的には、点線５０３で示すように、撮像素子４１２の出力は画面中心から画面端まで像高によらず均一の輝度値になるはずである。
【００１６】
これに対して、実際には、レンズのシェーディング特性によって像高に応じて輝度値に差が生じてしまう。例えば、ある撮影レンズのシェーディング特性の画面中心における輝度値の大きさを１．０とする。なお、撮像素子４１２と撮影レンズ４０２の中心位置が一致しているものとする。
【００１７】
そして、画面周辺に向かうにしたがい、すなわち像高が大きくなるにしたがい、輝度値が現象する。このとき、ピントが無限遠に設定されていれば、鎖線５０１に示すシェーディング特性を示し、ピントが至近に設定されていれば点線５０２に示すシェーディング特性を備えているものとする。
【００１８】
ここで、カメラ制御部４１０が、レンズ制御部４０３から焦点距離の情報を正常に得られなかったとすると、いずれかのピント位置における補正係数を選択してシェーディング補正を行うことになる。
【００１９】
例えば、焦点距離の情報を得られなかった場合には、どのピント位置で撮影した画像であっても、ピント位置が無限遠に設定されたときの補正係数を用いて補正を行ったとする。
【００２０】
すると、図６に示すように、ピント位置が無限遠に設定された状態で撮影した画像については、鎖線６０４に示すように理想的な輝度値に補正することができる。しかしながら、ピント位置が至近に設定された状態で撮影した画像については、点線６０５に示すように、画面端部に近付くにしたがって理想よりも輝度割合が大きくなる過補正となってしまう。
【００２１】
さらに、カメラ制御部４１０が、レンズ制御部４０３からレンズＩＤ情報を正常に得られなかったとすると、いずれかのレンズ情報における補正係数を選択してシェーディング補正を行うことになる。撮影レンズが異なると、像高位置に対する輝度値の割合を示す曲線の形状自体が異なる。そのため、いずれかのレンズ情報における補正係数を選択してシェーディング補正を行うことで、ピント位置の情報を取得できなかった場合と異なり、部分的な過補正が生じてしまう場合もある。
【００２２】
本発明は、このような撮影レンズの収差補正時に必要なレンズ情報が得られなかったとしても、観賞上できるだけ好ましい収差補正を行えるように構成することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するため、本願請求項１に記載の撮像装置は、レンズを通して結像された被写体像から画像データを生成する撮像素子と、画像データを生成した際の、前記レンズにおける複数の種類のレンズ情報を得る手段と、前記複数の種類のレンズ情報に対応した、前記画像データにおけるレンズの収差を補正するための複数の補正係数を記憶する手段と、前記複数の補正係数を、前記複数の種類のレンズ情報に応じて読み出す手段と、前記複数の種類のレンズ情報のうち、得られない情報があった場合に、読み出した複数の補正係数のうち予め設定されたいずれかの補正係数に対して、重み付けを行って、前記画像データを補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
【００２４】
また、上記課題を解決するため、本願請求項２に記載の撮像装置は、レンズを通して結像された被写体像から画像データを生成する撮像素子と、画像データを生成した際の、前記レンズにおける複数の種類のレンズ情報を得る手段と、前記複数の種類のレンズ情報に対応した、前記画像データにおけるレンズの収差を補正するための複数の補正係数を記憶する手段と、前記複数の補正係数を、前記複数の種類のレンズ情報に応じて読み出す手段と、前記複数の種類のレンズ情報のうち、得られない情報があった場合に、該得られない情報の特性に基づいて複数の補正係数を解析し、解析結果に応じて選択された補正係数に対して、重み付けを行って、前記画像データを補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、撮影レンズの光学的収差補正処理を行うときに、必要な撮影レンズの情報が得られなくても、出力される画像が観賞上好ましい画像となるように補正を行うことを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、撮影レンズの光学的収差補正として、周辺光量落ち補正を行う場合の例をあげて説明を行う。撮影レンズからの情報の一部あるいは全部が送られて来なかった場合について、周辺光量落ち補正を行った結果の画像を観賞上好ましくなるように出力する方式について、主に図１、図２を用いて説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態すべてに適用される、撮影レンズの光学的収差を補正する手段を備えた、一眼レフデジタルカメラのシステム全体を表す図である。
【００２８】
このシステムは、被写体像を結像するためのレンズユニット１０１、及び撮影した画像を画像データとして、記録媒体１２１に記録したり、ディスプレイやプリンターなどの出力装置１２３に出力したりするカメラ本体部１００より構成される。
【００２９】
撮影レンズ１０２によって被写体像を撮像素子１１２に結像する。
【００３０】
撮像素子１１２において撮影された被写体像は光電変換によって電気的なデータとして出力され、Ａ／Ｄ変換１１３においてデジタル画像データに変換される。
【００３１】
このように被写体像をデジタル画像データとして出力するために、撮影レンズ１０２においては、レンズ制御部１０３によって、ズーム操作、ピント合焦、絞り制御などが制御される。
【００３２】
これらの制御は、使用者が光学ファインダー１４０の被写体像をプレビューしながら、可動部材を操作することによって行ってもよい。
【００３３】
ここでは、ズーム操作は、使用者が光学ファインダー１４０の被写体像をプレビューしながら、使用者が不図示のズームスイッチを押すことにより焦点距離を調節し、ピント合焦は、不図示の自動焦点機構によって行われるものとする。絞りはカメラ部１００の操作部材で使用者が設定した絞り条件をカメラ制御部１１０から１０７を介してレンズ制御部１０３に送り、その情報に従って撮影レンズ１０２に付属した絞りが、レンズ制御部１０３によって制御される。
【００３４】
撮影されたデジタル画像データは、周辺光量落ち補正を収差補正回路１１５で行うために、カメラ制御部１１０からの制御信号によって切り換えスイッチ１１４を上側に切り換える。
【００３５】
このとき同時に、切り換えスイッチ１１７は下側に切り換わり、後段の収差補正回路１１８をスキップするようになる。
【００３６】
前段の収差補正回路１１５で行われる周辺光量落ち補正は、画像データ中の各画素の画面内での位置に基づき、画面中心からの距離によって変化するゲインを各画像データに掛けることによって補正を行う。
【００３７】
前段の収差補正回路１１５での補正は、撮像素子から出力されたデジタルデータに対して行うので、線形にゲインを掛けることが可能である。そのため、周辺光量落ちのように輝度の不足を補う補正は、後述する非線形処理が入る現像処理１１６よりも前段で行う方が補正処理が行いやすい。
【００３８】
現像処理１１６よりも後段の収差補正回路１１８で周辺光量落ち補正を行う場合は、線形な補正ゲインテーブルに対しては、現像処理１１６で非線形な処理を行うコントラスト補正（γ処理）の効果を反映させる必要がある。
【００３９】
ただし、後段の収差補正回路１１８で補正を行うときは、一旦、記録媒体１２１に記録された画像データをデコードしたデータに対して、補正を掛けることができるという優位性もある。
【００４０】
各ゲインのデータは、カメラ制御部１１０から収差補正回路１１５に送られる。
【００４１】
そのデータは、図７に示されるように、画面中心からの距離（像高）に対して、１０点のドットで表されているゲインのデータで構成されている。
【００４２】
１０点の各像高の間に位置する画素データに対しては、該当する画素データが位置する２点間の像高の各２点のゲインで補間したゲインを使用する。
【００４３】
以下では、この１０点のゲインのテーブルを決める方法について、図２を用いて説明する。
【００４４】
周辺光量落ち補正テーブルは、像高に対するゲインで表される。図１０に示されるように、撮影レンズ固有のレンズＩＤ情報、ズーム操作によって決まる焦点距離情報、ピント合焦によって決まるピント位置情報すなわち撮影距離情報、絞り設定によって決まる絞り情報によって変化する四次元の複数のテーブルで構成されている。
【００４５】
これらの各補正係数は、実際に撮影した画像または設計値から実際に撮影した画像を光線追跡によってシミュレートしたものから求めたものが主に用いられる。
【００４６】
図１０は、１１の像高に対応した１１点のゲインのデータが示されているが、画面中心すなわち像高０のときは、必ずゲイン＝１．０となるので、省略して１０点のゲインのデータを与えることで対応可能である。
【００４７】
例えば、絞りＦ４．０のときは、絞りＦ２．８の像高に対するテーブルと絞りＦ８の像高に対するテーブルの間で、１：２補間したときのデータを使用する。
【００４８】
同様に、撮影距離２．０ｍのときは、前記絞りのときに求めた像高に対するテーブルの１．０ｍ時と３．０ｍ時とのテーブル間で１：１補間をする。
【００４９】
さらに、焦点距離５０ｍｍのときは、前記で求めた絞りと撮影距離の条件の像高に対するテーブルの５０ｍｍのときのものを用いる。
【００５０】
これによって、像高に対する１０点のゲインは決定される。
【００５１】
図１０のテーブルは、カメラメモリ１１１に記憶する場合、カメラ１００に装着可能な全種類のレンズユニット１０１に対応する必要があるので、レンズＩＤ情報に対応するテーブルを持つ必要がある。
【００５２】
図１０のテーブルを、レンズメモリ１０４に記憶する場合、各撮影レンズ１０４ごとに図１０のテーブルを持つので、レンズＩＤ情報に対応する必要はない。
【００５３】
ここで、本発明のポイントである、撮影レンズの撮影条件の情報が得られなかった場合の１０点のゲインの作成方法について、図２を用いて説明する。
【００５４】
以下では、図１０の補正ゲインのテーブルをカメラメモリ１１１に記憶してある場合について述べる。
【００５５】
撮影レンズ１０１のレンズ制御部１０３が、１０点の補正ゲインテーブルを算出して出力するための情報の全てか一部をカメラ制御部１１０に送れなくなる。その理由としては、レンズＩＤ情報、焦点距離情報、撮影距離情報、絞り情報の全てか一部を出力する手段を持っていないことが考えられる。また、撮影レンズ１０１がカメラ１００との通信手段を持たないもので、カメラシステムに適合していなかったり、レンズ制御部１０３を持たない撮影レンズであったりなどの理由が考えられる。
【００５６】
図２は、カメラ制御部１１０において、レンズ制御部１０３から送られてきた撮影時の各情報を分析する処理の流れを表すフローチャートである。
【００５７】
まず、ステップＳ２０１で、撮影時の撮影レンズの情報を取得し、ステップＳ２０２でその情報からレンズＩＤを検出する。
【００５８】
レンズＩＤを検出したら、ステップＳ２０３で、該当するレンズＩＤのテーブル（図１０の示す全部）をカメラメモリ１１１より取得する。
【００５９】
ここで、レンズＩＤを検出できなかった場合、ステップＳ２０５に進み、あらかじめ準備しておいた像高に対する１０点のゲインテーブルをカメラメモリ１１１より取得する。
【００６０】
例えば、レンズＩＤがない場合、「レンズＩＤ：５８３」「焦点距離：５０ｍｍ」「撮影距離：無限遠」「絞り：Ｆ２．８」を使用する、と決めておく。すると、図１０に示される「像高１：１．０１、像高２：１．０４、像高３：１．０８、像高４：１．１４、像高５：１．２２、像高６：１．４０、像高７：１．６６、像高８：２．０３、像高９：２．６０、像高１０：３．４５」というテーブルを取得する。そして、ステップＳ２１８に進む。
【００６１】
ステップＳ２０３で、レンズＩＤのテーブルを取得すると、ステップＳ２０６で焦点距離情報を検出できたか判定する。焦点距離情報を検出できたときには、ステップＳ２０７において、その焦点距離に該当するテーブルを保持して他の情報を破棄する。
【００６２】
例えば、焦点距離が１００ｍｍであれば、図１０の焦点距離８５ｍｍのテーブルと１３５ｍｍのテーブルより、各ゲインのテーブルを８５：１３５で補間したデータを保持する。
【００６３】
ここで焦点距離情報が得られなかった場合は、ステップＳ２０９において、「焦点距離：５０ｍｍ」「撮影距離：無限遠」「絞り：Ｆ２．８」を使用する、と決めておく。すると、図１０に示される「像高１：１．０１、像高２：１．０４、像高３：１．０８、像高４：１．１４、像高５：１．２２、像高６：１．４０、像高７：１．６６、像高８：２．０３、像高９：２．６０、像高１０：３．４５」というテーブルを取得する。そして、下記で説明する２１８のステップに進む。
【００６４】
ステップＳ２０７で焦点距離に応じたテーブルを選択すると、ステップＳ２１０において撮影距離情報を検出できたか判定する。ステップＳ２１０で撮影距離情報を検出できたときには、ステップＳ２１１において、その撮影距離に該当するテーブルを保持して他の情報を破棄する。
【００６５】
例えば、撮影距離が２．０ｍだった場合、前記で求めて保持したテーブルのうち、１．０ｍ時と３．０ｍ時のテーブルで補間する。
【００６６】
ここで撮影距離情報が得られなかった場合は、ステップ２１３において、「撮影距離：無限遠」「絞り：Ｆ２．８」を使用する、と決めておけば、それに該当するテーブルを保持する。そして、下記で説明する２１８のステップに進む。
【００６７】
ステップＳ２１１で撮影距離に該当するテーブルを保持したのであれば、ステップＳ２１４で絞り情報を検出できたか判定する。ステップＳ２１４で絞り情報を検出できた場合は、ステップＳ２１５において、その絞りに該当するテーブルを保持して他の情報を破棄する。
【００６８】
例えば、絞りがＦ４だった場合、前記で求めて保持したテーブルのうち、Ｆ２．８時とＦ８時のテーブルで補間する。
【００６９】
ここで絞り情報が得られなかった場合は、ステップ２１７において、「絞り：Ｆ２．８」を使用する、と決めておけば、それに該当するテーブルを保持する。そして、下記で説明する２１８のステップに進む。
【００７０】
以上のようにして、像高１０点に対する１０種類の補正ゲインが決定される。
【００７１】
最後に、求められた補正ゲインに対して、ステップ２１８において、重み付けを行う。
【００７２】
レンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が全て得られた場合は、最適に周辺光量落ち補正が行われるので、ここでは重み付けの必要はなく、重み付けゲイン１．０倍で出力する。
【００７３】
撮影レンズの各情報が得られなかった場合は、レンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの順番に、補正の確度が落ちていく。例えば、図８に示すように、ステップ２０５からのテーブルに対しては、０．５倍ゲインを掛け、ステップ２０９からのテーブルに対しては、０．６倍ゲインを掛ける。ステップ２１３からのテーブルには０．７倍ゲインを掛け、ステップ２１７からのテーブルに対しては、０．８倍ゲインを掛けることによって重み付けを行う。
【００７４】
この重み付け処理を行うことによって、周辺光量落ちの現象を必ず緩和することができ、さらに、テーブルの不整合によって生じる図６で説明したような過補正の状態を防止することができる。
【００７５】
以上のようにして求められた、像高１０点に対する各補正ゲインのテーブルは、カメラ制御部１１０より収差補正処理１１５に送られて、補正処理ステップ２１９が行われる。
【００７６】
補正処理ステップ２１９では、前記に述べた通り、像高１０箇所以外の像高は、２点の像高データより補間したゲインを求め、各像高に位置する画素に対して相当するゲインを掛けて、周辺光量落ち補正を行う。
【００７７】
そして、画像データ出力ステップ２２０によって、周辺光量落ち補正された画像データは、現像処理１１６に送られ、色変換処理、コントラスト補正処理（ガンマ処理）、シャープネス処理などの現像処理が行われる。そして、記録処理１２０や出力処理１２２に送られて、記録媒体１２１や出力装置１２３に出力される。
【００７８】
以上のようにして、周辺光量補正を行うことで、撮影レンズからレンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が得られない場合であっても、周辺光量落ちを補正することができる。その補正量は必ずしも理想的な均一な補正ではない場合もあるが、過補正による不自然な画質が生じる可能性を低く抑えることができる。
【００７９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態と同様に、撮影レンズの光学的収差補正として、周辺光量落ち補正を行う場合を一例として述べる。本実施形態では、撮影レンズからの情報の一部あるいは全部が送られて来なかった場合について、第１の実施形態よりもさらに精度良く補正できる方法について、主に図１、図３を用いて説明する。
【００８０】
図１において、撮影レンズの周辺光量落ちの収差を含む画像データが収差補正処理１１５に送られてくるまでの処理は、第１の実施形態と同様である。
【００８１】
また、撮影レンズの撮影時のレンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が、レンズ制御部１０３からカメラ制御部１１０に送られてくる処理も、第１の実施形態と同様である。
【００８２】
各ゲインのデータは、カメラ制御部１１０から収差補正回路１１５に送られる。そのデータは、第１の実施形態と同様である。具体的には、図７に示されるように、画面中心からの距離（像高）に対して、１０点のドットで表されているゲインのデータで構成されている。そして、１０点の各像高の間に位置する画素データに対しては、該当する画素データが位置する２点間の像高の各２点のゲインで補間したゲインを使用する。
【００８３】
以下では、この１０点のゲインのテーブルを決める方法について、図３を用いて説明する。
【００８４】
周辺光量落ち補正テーブルは、像高に対するゲインで表される。
【００８５】
図１０に示されるように撮影レンズ固有のレンズＩＤ情報、ズーム操作によって決まる焦点距離情報、ピント合焦によって決まるピント位置情報すなわち撮影距離情報、絞り設定によって決まる絞り情報によって変化する四次元の複数のテーブルで構成されている。
【００８６】
これらの各補正係数は、実際に撮影した画像または設計値から実際に撮影した画像を光線追跡によってシミュレートしたものから求めたものが主に用いられる。
【００８７】
図１０は、１１の像高に対応した１１点のゲインのデータが示されているが、画面中心すなわち像高０のときは、必ずゲイン＝１．０となるので、省略して１０点のゲインのデータを与えることで対応可能である。
【００８８】
例えば、絞りＦ４．０のときは、絞りＦ２．８の像高に対するテーブルと絞りＦ８の像高に対するテーブルの間で、１：２補間したときのデータを使用する。
【００８９】
同様に、撮影距離２．０ｍのときは、前記絞りのときに求めた像高に対するテーブルの１．０ｍ時と３．０ｍ時とのテーブル間で１：１補間をする。
【００９０】
さらに、焦点距離５０ｍｍのときは、前記で求めた絞りと撮影距離の条件の像高に対するテーブルの５０ｍｍのときのものを用いる。
【００９１】
これによって、像高に対する１０点のゲインは決定される。
【００９２】
図１０のテーブルは、カメラメモリ１１１に記憶する場合、カメラ１００に装着可能な全撮影レンズ１０１に対応する必要があるので、レンズＩＤ情報に対応するテーブルを持つ必要がある。
【００９３】
図１０のテーブルを、レンズメモリ１０４に記憶する場合、各撮影レンズ１０４ごとに図１０のテーブルを持つので、レンズＩＤ情報に対応する必要はない。
【００９４】
ここで、本発明のポイントである、撮影レンズの撮影条件の情報が得られなかった場合の１０点のゲインの作成方法について、図３を用いて説明する。
【００９５】
以下では、図１０の補正ゲインのテーブルをカメラメモリ１１１に記憶してある場合について述べる。
【００９６】
撮影レンズ１０１のレンズ制御部１０３が、１０点の補正ゲインテーブルを算出して出力するための情報の全てか一部をカメラ制御部１１０に送れなくなる。その理由としては、レンズＩＤ情報、焦点距離情報、撮影距離情報、絞り情報の全てか一部を出力する手段を持っていなかったりする場合がある。また、撮影レンズ１０１がカメラ１００との通信手段を持たないもので、カメラシステムに適合していなかったり、レンズ制御部１０３を持たない撮影レンズであったりなどの場合がある。
【００９７】
図３は、カメラ制御部１１０において、レンズ制御部１０３から送られてきた撮影時の各情報を分析する処理の流れを表すフローチャートである。
【００９８】
ステップＳ３０１で。まず、撮影時の撮影レンズの情報を取得し、ステップＳ３０２でその情報からレンズＩＤを検出する。
【００９９】
ステップＳ３０２でレンズＩＤを検出したら、ステップＳ３０３において該当するレンズＩＤのテーブル（図１０の示す全部）をカメラメモリ１１１より取得する。
【０１００】
ここで、レンズＩＤを検出できなかった場合、図１０のテーブルを含む、カメラメモリ１１１に記憶されている、総てのレンズＩＤのテーブルを、カメラメモリ１１１より取得する。
【０１０１】
次に、ステップＳ３０４において、取得した総てのテーブルの補正ゲイン値を解析し、像高１０すなわち画面端での補正ゲイン値が最大値となるテーブルを検出し、最大値を検出したレンズＩＤのテーブルを選択する。そして、ステップＳ３０５において、この解析結果に基づいて、そのレンズＩＤのテーブルだけ抽出する。
【０１０２】
ここでは、最大値を検出してもよいし、各レンズＩＤごとに画面端での補正ゲイン値の大きい順に決められた数だけ選んでその平均値を求めて、最大の平均値となるレンズＩＤのテーブルを選択してもよい。補正量が大きくなる補正ゲイン値を要素として持つレンズＩＤのテーブルを選択してもよいし、補正をできるだけ抑えて過補正防止するためには、画面端での補正ゲインが最小値となるテーブルを選択してもよい。あるいは、どの条件においてもある程度の補正量を確保したい場合は、画面端での補正ゲインの平均値に最も近い値や、画面端での補正ゲインのメジアンを取るテーブルでも構わない。
【０１０３】
以上のようにして、例えば、レンズＩＤがない場合、ステップ３０５において、「レンズＩＤ：５８３」の補正テーブルが選択されたとすると、このテーブルを次のステップＳ３０６に送る。
【０１０４】
次に、ステップＳ３０３及びＳ３０５より取得された補正ゲインテーブルは、ステップＳ３０６で焦点距離情報を検出したとき、ステップＳ３０７において、その焦点距離に該当するテーブルを保持して他の情報を破棄する。
【０１０５】
例えば、焦点距離が２８ｍｍであれば、図１０の焦点距離２８ｍｍのテーブルを保持し、次のステップＳ３１０に送る。
【０１０６】
ここで焦点距離情報が得られなかった場合は、ステップＳ３０８において、ステップＳ３０３またはＳ３０５で得られたレンズＩＤ：５８３の補正テーブルを解析し、補正ゲイン値の最大値を検出し、最大値を検出した焦点距離のテーブルを選択する。そして、ステップＳ３０９において、この解析結果に基づいて、その焦点距離のテーブルだけ選択して抽出する。
【０１０７】
ここでは、最大値を検出してもよいし、各焦点距離テーブルごとに画面端における補正ゲイン値の大きい順に決められた数だけ選んでその平均値を求めて、最大の平均値となる焦点距離テーブルを選択してもよい。その他にも、前記のように中間付近の値を取る補正ゲイン値を持つ焦点距離のテーブルを選択する方法でも構わない。
【０１０８】
以上のようにして、例えば、図１０のレンズＩＤ：５８３の場合、焦点距離情報がないときは、ステップ３０８、３０９において、最大値３．５７の補正ゲイン値を持つ「焦点距離：２８ｍｍ」の補正テーブルが選択されることになる。このテーブルを次のステップＳ３１０に送る。
【０１０９】
次に、ステップＳ３０７及びＳ３０９よりより取得された補正ゲインテーブルは、ステップＳ３１０で撮影距離情報を検出したとき、ステップＳ３１１において、その撮影距離に該当するテーブルを保持して他の情報を破棄する。
【０１１０】
例えば、撮影距離が１．０ｍであれば、図１０の焦点距離２８ｍｍであったときの、撮影距離１．０ｍのテーブルを保持し、次のステップＳ３１４のステップに送る。
【０１１１】
ここで撮影距離情報が得られなかった場合は、ステップＳ３１２において、ステップＳ３０７またはＳ３０９で得られた焦点距離：２８ｍｍの補正テーブルを解析し、補正ゲイン値の最大値を検出し、最大値を検出した焦点距離のテーブルを選択する。そしてステップＳ３１３において、この解析結果に基づいて、その焦点距離のテーブルだけ選択して抽出する。
【０１１２】
ここでは、最大値を検出してもよいし、各撮影距離テーブルごとに補正ゲイン値の大きい順に決められた数だけ選んでその平均値を求めて、最大の平均値となる撮影距離テーブルを選択してもよい。その他にも、前記のように中間付近の値を取る補正ゲイン値を持つ焦点距離のテーブルを選択する方法でも構わない。
【０１１３】
以上のようにして、例えば、図１０のレンズＩＤ：５８３、焦点距離：２８ｍｍの場合、撮影距離情報がないときは、ステップＳ３１２、Ｓ３１３において、最大値３．５７の補正ゲイン値を持つ「撮影距離：１．０ｍｍ」の補正テーブルが選択されることになる。そして、このテーブルを次のステップＳ３１４に送る。
【０１１４】
次に、ステップＳ３１１及びＳ３１３よりより取得された補正ゲインテーブルは、ステップＳ３１４で絞り情報を検出したとき、ステップＳ３１５において、その撮影距離に該当するテーブルを保持して他の情報を破棄する。
【０１１５】
例えば、絞りが５．６であれば、図１０の焦点距離２８ｍｍの撮影距離１．０ｍであったときの、絞りＦ２．８のテーブルとＦ８のテーブルより、各ゲインのテーブルをＦ２．８：Ｆ８で補間したデータを保持する。具体的には、Ｆ２．８時とＦ８時のデータを２：１で内分したテーブルであり、これを次のステップＳ３１８に送る。
【０１１６】
ここで絞り情報が得られなかった場合は、ステップＳ３１６において、ステップＳ３１１またはＳ３１３で得られた焦点距離：２８ｍｍ、撮影距離１．０ｍの補正テーブルを解析し、補正ゲイン値の最大値を検出し、最大値を検出した絞りのテーブルを選択する。そして、ステップＳ３１７において、この解析結果に基づいて、その絞りのテーブルだけ選択して抽出する。
【０１１７】
ここでは、最大値を検出してもよいし、各絞りテーブルごとに補正ゲイン値の大きい順に決められた数だけ選んでその平均値を求めて、最大の平均値となる絞りテーブルを選択してもよい。その他にも、例えば、絞りの各Ｆ値の画面端での補正係数同士を比較して、補正係数の最大最小の平均値に近いときのＦ値を補正テーブルとすればよい。このようにすれば、どのＦ値で撮影されても、補正量の誤差は最大または最小の補正係数の場合となり、最大誤差を小さくすることができる。
【０１１８】
以上のようにして、例えば、図１０のレンズＩＤ：５８３、焦点距離：２８ｍｍ、撮影距離：１．０ｍの場合、絞り情報がないときは、ステップ３１６、３１７において、最大値３．５７の補正ゲイン値を持つ「絞り：Ｆ２．８」の補正テーブルが選択される。このテーブルを次のステップＳ３１８に送る。
【０１１９】
以上のようにして、像高１０点に対する１０種類の補正ゲインが決定される。
【０１２０】
最後に、求められた補正ゲインに対して、ステップＳ３１８において、重み付けを行う。
【０１２１】
レンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が全て得られた場合は、最適に周辺光量落ち補正が行われるので、ここでは重み付けの必要はなく、重み付けゲイン１．０倍で出力する。
【０１２２】
撮影レンズの各情報が得られなかった場合は、情報の数が少ないほど補正の確度が落ちていくので、情報の欠落している数の分だけゲインを下げる。ステップＳ３１５またはＳ３１７からのテーブルに対しては、例えば、情報が１つ不足している場合は×０．８倍、２つの場合は×０．７倍、３つの場合は０．６倍、４つの場合は×０．５倍のゲインを掛けることによって重み付けを行う。（図９）
この重み付け処理を行うことによって、周辺光量落ちの現象を必ず緩和することができ、さらに、テーブルの不整合によって生じる図６で説明したような過補正の状態を防止することができる。
【０１２３】
以上のようにして求められた、像高１０点に対する各補正ゲインのテーブルは、カメラ制御部１１０より収差補正処理１１５に送られて、補正処理ステップＳ２１９が行われる。
【０１２４】
以降の周辺光量落ち補正処理を含めた画像処理は、実施形態１と同様である。
【０１２５】
以上のようにして、周辺光量補正を行うことで、撮影レンズからレンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が得られない場合も、周辺光量落ちの現象を緩和することができ、過補正による不自然な画質の発生を抑制することが可能となる。
【０１２６】
（第３の実施形態）
次に第３の実施形態の説明をする。第３の実施形態は、撮影レンズの収差のうち、歪曲収差の補正をおこなうものである。
【０１２７】
画像処理全体のシステムは、実施形態１、２と同様で、歪曲収差補正も収差補正１１５あるいは１１８の処理部で補正処理を行う。
【０１２８】
撮影レンズに１０２よって結像した画像を撮像素子１１２で光電変換し、Ａ／Ｄ変換部１１３でデジタル画像データを生成し、現像処理１１６を経て、記録媒体１２１に記録したり、表示媒体１２３に出力する方法は、実施形態１、２と同様である。
【０１２９】
ここで、前段の収差補正回路１１５あるいは後段の収差補正回路１１８で歪曲収差補正処理を行う方法を説明する。
【０１３０】
現像処理１１６の前段の収差補正回路１１５、後段の収差補正回路１１８で行う優位性は、実施形態１で述べたとおである。
【０１３１】
ここでは、現像処理後、後段の収差補正回路１１８で歪曲収差補正をする処理の場合で説明する。
【０１３２】
図１１は、歪曲収差を説明した図である。対角上の斜め方向の最大像高となる方向で考えると、理想的な結像位置までの像高Ｈに対して、実際の結像した画像の像高ｈの画素の位置をＨの位置に補正するのであるから、補正係数Ｗとすると、
Ｈ２＝Ｗ＋ｈ２
で、補正される。像高に対するこのＷを表す１０点の係数を表したものが図１２の各点であり、各点の間に位置する画素については、両側の２点で補間する。
【０１３３】
ここでは、補正に画素の位置をずらすシフト量を補正量として加算する方法を用いているが、積算を用いてもよい。その場合は、画面中心の位置に対するゲインを１．０倍とする。
【０１３４】
補正係数Ｗは、レンズ設計値より求めた理想的なデータと、実際に撮影した画像または設計値から実際に撮影した画像を光線追跡によってシミュレートしたものの関係で求めたものが主に用いられる。
【０１３５】
１０点の間の画素については、１次の線形補間にすると、補間境界に位置する１０点のそれぞれの画素において、不連続な像が現れることがあるので、補間の演算にはｎ次多項式によって近似した計算値を用いる。
【０１３６】
ここで、本発明のポイントである、１０点の補正テーブルを求める際に、テーブルを求めるための撮影レンズからの情報が欠落した場合のテーブル参照方法を述べる。
【０１３７】
補正値Ｗを表すテーブルを図１３に示す。画像中心である像高０では補正を行わないので、０として表示されている。その他の像高に対する１０点の補正テーブルは、レンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの４つのパラメータに対応して変化する。
【０１３８】
この補正テーブルを参照するとき、レンズＩＤ、焦点距離情報、撮影距離情報、絞り情報のうち、一つ以上の情報が欠落している場合の参照方法は、実施形態１、実施形態２で述べた図２、及び図３の処理フローと同様である。
【０１３９】
すなわち、各情報が検出されなかったとき、それぞれの該当するテーブルのうち、代表的なテーブルを引用して、そのテーブルを送出し、最後に過補正を抑えるために重み付けを掛けるものである。
【０１４０】
以上のようにして、歪曲収差補正についても、周辺光量落ち補正のように、撮影レンズからレンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が得られない場合も、歪曲収差の現象を緩和することができ、過補正による不自然な画質の発生を抑えることが可能となる。
【０１４１】
（第４の実施形態）
次に第４の実施形態の説明をする。第４の実施形態は、撮影レンズの収差のうち、倍率色収差の補正をおこなうものである。
【０１４２】
画像処理全体のシステムは、実施形態１、２、３と同様で、倍率色収差補正も収差補正１１５あるいは１１８の処理部で補正処理を行う。
【０１４３】
撮影レンズに１０２よって結像した画像を撮像素子１１２で光電変換し、Ａ／Ｄ変換部１１３でデジタル画像データを生成し、現像処理１１６を経て、記録媒体１２１に記録したり、表示媒体１２３に出力する方法は、実施形態１、２、３と同様である。
【０１４４】
ここで、前段の収差補正回路１１５あるいは後段の収差補正回路１１８で倍率色収差補正処理を行う方法を説明する。
【０１４５】
現像処理１１６の前段の収差補正回路１１５、後段の収差補正回路１１８で行う有為性は、実施形態１で述べたとおである。
【０１４６】
ここでは、現像処理後１１８で倍率色収差補正をする処理の場合で説明する。
【０１４７】
図１４は、倍率色収差の補正を説明した図である。倍率色収差の補正は、色成分ごとに異なる結像位置を補正して合わせればよいので、例えば画像をＲＧＢの３平面に分離したときに、Ｒ成分が画面外側、Ｂ成分が画面内側にずれて結像しているレンズの特性を補正する場合について説明する。
【０１４８】
対角上の斜め方向の最大像高となる方向で考えると、画像をＲＧＢの３平面に分離して、Ｇ画素の結像位置までの像高Ｈｇに対して、画素の位置を補正するＲ画素、Ｂ画素のそれぞれの像高Ｈｒ、Ｈｂの画素の位置をＨｇの位置に補正する。したがって、Ｒ画素、Ｂ画素の補正係数をそれぞれＫｒ、Ｋｂとすると、
Ｈｇ２＝Ｋｒ＋Ｈｒ２
Ｈｇ２＝Ｋｂ＋Ｈｂ２
で、補正される。像高に対するこのＫｒ、Ｋｂを表す１０点の係数を表したものが図１５の各点であり、各点の間に位置する画素については、両側の２点で補間する。
【０１４９】
補正係数Ｋｒ、Ｋｂは、レンズ設計値より求めた理想的なデータと、実際に撮影した画像または設計値から実際に撮影した画像を光線追跡によってシミュレートしたものの関係で求めたものが主に用いられる。図１４の説明では、Ｒ画素は内側方向に補正するのでＫｒは負の数の加算、Ｂ画素は外側方向に補正するのでＫｂは正の数の加算が行われる。
【０１５０】
ここでは、補正に画素の位置をずらすシフト量を補正量として加算する方法を用いているが、積算を用いてもよい。その場合は、画面中心の位置に対するゲインを１．０倍とする。
【０１５１】
１０点の間の画素については、１次の線形補間にすると、補間境界に位置する１０点のそれぞれの画素において、不連続な像が現れることがあるので、補間の演算にはｎ次多項式によって近似した計算値を用いる。
【０１５２】
ここで、本発明のポイントである、１０点の補正テーブルを求める際に、テーブルを求めるための撮影レンズからの情報が欠落した場合のテーブル参照方法を述べる。
【０１５３】
補正値Ｋｒ、Ｋｂを表すテーブルを図１６に示す。ＫｒはＨｇ−Ｈｒで表され、ＫｂはＨｇ−Ｈｂで表されている。
【０１５４】
画像中心である像高０では補正を行わないので、±０として表示されている。その他の像高に対する１０点の補正テーブルは、レンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの４つのパラメータに対応して変化する。
【０１５５】
この補正テーブルを参照するとき、レンズＩＤ、焦点距離情報、撮影距離情報、絞り情報のうち、一つ以上の情報が欠落している場合の参照方法は、実施形態１、実施形態２、実施形態３で述べた図２、及び図３の処理フローと同様である。
【０１５６】
すなわち、各情報が検出されなかったとき、それぞれの該当するテーブルのうち、代表的なテーブルを引用して、そのテーブルを送出し、最後に過補正を抑えるために重み付けを掛けるものである。
【０１５７】
以上のようにして、倍率色収差補正についても、撮影レンズからレンズＩＤ、焦点距離、撮影距離、絞りの各情報が得られない場合も、歪曲収差の現象を緩和することができ、過補正による不自然な画質の発生を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明の実施形態のブロック図である
【図２】本発明第１の実施形態のフローチャートを表す
【図３】本発明第２の実施形態のフローチャートを表す
【図４】従来例のブロック図である
【図５】周辺光量落ちの状態を示す図である
【図６】周辺光量落ち補正の過補正の状態を表す図である
【図７】周辺光量落ち補正のゲインを表す図である
【図８】周辺光量落ち補正のゲインに重みをつけたときを表す図である
【図９】周辺光量落ち補正のゲインに重みをつけたときを表す図である
【図１０】周辺光量落ち補正テーブルを表す図である
【図１１】歪曲補正を説明する図である
【図１２】歪曲補正の補正係数を表す図である
【図１３】歪曲補正の補正テーブルを表す図である
【図１４】倍率色収差補正を説明する図である
【図１５】倍率色収差補正の補正係数を表す図である
【図１６】倍率色収差補正の補正テーブルを表す図である
【符号の説明】
【０１５９】
１００ カメラ本体
１０１ 撮影レンズ本体
１０２ 撮影レンズ
１０３ レンズ制御部
１０４ レンズメモリ
１０５ 撮影レンズによって結像された被写体像
１０６ カメラ側に送られるレンズ制御データ
１０７ カメラ制御部から送るレンズ制御データ
１１０ カメラ制御部
１１１ カメラメモリ
１１２ 撮像素子
１１３ Ａ／Ｄ変換
１１４ 収差補正切り換えスイッチ
１１５ 収差補正回路
１１６ 現像処理部
１１７ 収差補正切り換えスイッチ
１１８ 収差補正回路
１２０ 記録部
１２１ 記録媒体
１２２ 出力部
１２３ 表示媒体
１４０ 光学ファインダー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを通して結像された被写体像から画像データを生成する撮像素子と、
画像データを生成した際の、前記レンズにおける複数の種類のレンズ情報を得る手段と、
前記複数の種類のレンズ情報に対応した、前記画像データにおけるレンズの収差を補正するための複数の補正係数を記憶する手段と、
前記複数の補正係数を、前記複数の種類のレンズ情報に応じて読み出す手段と、
前記複数の種類のレンズ情報のうち、得られない情報があった場合に、読み出した複数の補正係数のうち予め設定されたいずれかの補正係数に対して、重み付けを行って、前記画像データを補正する補正手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
レンズを通して結像された被写体像から画像データを生成する撮像素子と、
画像データを生成した際の、前記レンズにおける複数の種類のレンズ情報を得る手段と、
前記複数の種類のレンズ情報に対応した、前記画像データにおけるレンズの収差を補正するための複数の補正係数を記憶する手段と、
前記複数の補正係数を、前記複数の種類のレンズ情報に応じて読み出す手段と、
前記複数の種類のレンズ情報のうち、得られない情報があった場合に、該得られない情報の特性に基づいて複数の補正係数を解析し、解析結果に応じて選択された補正係数に対して、重み付けを行って、前記画像データを補正する補正手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記補正手段は、得られない情報の種類に応じて、前記重み付けを異ならせることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記補正手段は、得られない情報の数に応じて、前記重み付けを異ならせることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記複数の種類のレンズ情報には、レンズＩＤの情報、レンズの焦点距離情報、レンズの位置から求めた被写体までの距離情報、あるいは、絞り情報の少なくともいずれかを含むもので、
前記複数の種類のレンズ情報を、前記撮像装置に着脱可能なレンズユニットから受け取るための通信手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記レンズの収差は、周辺光量落ち、倍率色収差、および、歪曲収差の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１】
レンズを通して結像された被写体像から画像データを生成する撮像素子と、
画像データを生成した際の、前記レンズにおける複数の種類のレンズ情報を得る手段と、
前記複数の種類のレンズ情報に対応した、前記画像データにおけるレンズの収差を補正するための複数の補正係数を記憶する手段と、
前記複数の補正係数を、前記複数の種類のレンズ情報に応じて読み出す手段と、
前記複数の種類のレンズ情報のうち、得られない情報があった場合に、読み出した複数の補正係数のうち予め設定されたいずれかの補正係数に対して、重み付けを行って、前記画像データを補正する補正手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
レンズを通して結像された被写体像から画像データを生成する撮像素子と、
画像データを生成した際の、前記レンズにおける複数の種類のレンズ情報を得る手段と、
前記複数の種類のレンズ情報に対応した、前記画像データにおけるレンズの収差を補正するための複数の補正係数を記憶する手段と、
前記複数の補正係数を、前記複数の種類のレンズ情報に応じて読み出す手段と、
前記複数の種類のレンズ情報のうち、得られない情報があった場合に、該得られない情報の特性に基づいて複数の補正係数を解析し、解析結果に応じて選択された補正係数に対して、重み付けを行って、前記画像データを補正する補正手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記補正手段は、得られない情報の種類に応じて、前記重み付けを異ならせることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記補正手段は、得られない情報の数に応じて、前記重み付けを異ならせることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記複数の種類のレンズ情報には、レンズＩＤの情報、レンズの焦点距離情報、レンズの位置から求めた被写体までの距離情報、あるいは、絞り情報の少なくともいずれかを含むもので、
前記複数の種類のレンズ情報を、前記撮像装置に着脱可能なレンズユニットから受け取るための通信手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記レンズの収差は、周辺光量落ち、倍率色収差、および、歪曲収差の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−３９７５９（Ｐ２０１０−３９７５９Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０１９６９（Ｐ２００８−２０１９６９）
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]