(57)【要約】【課題】  良好な色収差補正が可能な撮像装置及び画像処理方法を提供する。【解決手段】  少なくとも２つ以上の基準波長に対応して作成された色収差補正データに基づいて画像データの色収差補正処理を行う撮像装置において、撮影環境の光源色温度を取得する色温度取得手段と、取得された光源色温度に応じて、色収差補正データから得られる補正量を修正する補正量修正手段と、修正された補正量に基づいて画像データの色収差補正処理を行う補正処理手段と、を有し、補正量修正手段は、取得された光源色温度に応じて色収差補正データを混合することで補正量を修正することを特徴とする。【選択図】  図５
2020150411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つ以上の基準波長に対応して作成された色収差補正データに基づいて画像データの色収差補正処理を行う撮像装置において、
撮影環境の光源色温度を取得する色温度取得手段と、
取得された前記光源色温度に応じて、前記色収差補正データから得られる補正量を修正する補正量修正手段と、
修正された前記補正量に基づいて画像データの色収差補正処理を行う補正処理手段と、
を有し、
前記補正量修正手段は、取得された前記光源色温度に応じて前記色収差補正データを混合することで前記補正量を修正する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記補正量修正手段は、
撮像手段の分光感度特性と光源の相対強度とを乗算して得られる受光波長の確率分布における最頻値又は期待値を示す波長（以下、指標波長と呼ぶ）と、少なくとも２つ以上の前記基準波長とから、前記光源色温度に対応する混合比を算出し、
前記色収差補正データを前記混合比に応じて混合することで前記補正量を修正する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記補正量修正手段は、取得された前記光源色温度において、前記指標波長の短波長側と長波長側とでそれぞれ近接する２つの前記基準波長に対応する前記色収差補正データを用いて前記補正量を修正する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記補正量修正手段は、取得された前記光源色温度において、前記指標波長と、前記指標波長の短波長側と長波長側とでそれぞれ近接する２つの前記基準波長との間の距離の比に応じて、前記混合比を算出する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項５】
少なくとも２つ以上の基準波長に対応して作成された色収差補正データに基づいて画像データの色収差補正処理を行う画像処理方法において、
撮影環境の光源色温度を取得する色温度取得ステップと、
撮像手段の分光感度特性と光源の相対強度とを乗算して得られる受光波長の確率分布における最頻値又は期待値を示す波長（以下、指標波長と呼ぶ）と、少なくとも２つ以上の前記基準波長とから、前記光源色温度に対応する混合比を算出し、前記色収差補正データを前記混合比に応じて混合することで補正量を修正する補正量修正ステップと、
修正された前記補正量に基づいて画像データの色収差補正処理を行う補正処理ステップと、
を有する
ことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、良好な色収差補正が可能な撮像装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、レンズに入射した光は波長によって屈折率がそれぞれ異なるため、同位置から放射された光でも波長によって結像位置が異なる。これが収差であり、デジタルカメラの画質に影響する大きな要因の一つである。収差にはいくつかの種類があるが、特に色収差は撮影画像において色にじみとして現れるため、画像の品質が大きく損なわれてしまう。
【０００３】
この色収差を補正することを目的とした技術が種々存在している。例えば、特許文献１に開示の発明では、画像処理によって倍率色収差を補正する際に、被写体の色温度に対する補正係数ｋを算出し、補正係数ｋを倍率色収差補正量にかけることで、補正精度の向上を図っている。
【０００４】
詳しくは、色温度検出部１０４が、光源の色温度を検出し、この色温度からホワイトバランス係数を算出する。ホワイトバランス補正回路１０５が、色温度検出部１０４により取得されたホワイトバランス係数を画像信号に乗算し、全画像信号に対しホワイトバランス補正を行う。色収差補正回路１０６が、Ｒ画像信号、Ｇ画像信号及びＢ画像信号に分離された被写体画像に対し、色収差補正を行う。色収差補正回路１０６は、色ずれ距離Ｓに色温度係数ｋ倍することにより、光源の色温度を加味した色収差補正量を求める。色温度補正係数ｋは、光源の色温度に対応させて予め求めておいた係数である。この係数は、例えばカラーフィルタの分光特性と光源の分光特性とから容易に求めることが可能である。
【０００５】
この発明によれば、従来の装置では適切に色収差補正ができずに画質の低下が避けられなかった光源下でも、光源の色温度の影響をほとんど受けずに画像に対して色収差補正を適切に行うことができ、この結果、画質を大幅に向上させることができる、としている。
【０００６】
また、特許文献２に開示の発明では、光学系を介して撮影された画像が記憶される記憶部１０２と、記憶部１０２に記憶された画像の複数の色ずれ測定箇所において色ずれ測定値をそれぞれ算出する色ずれ測定部１０３と、色ずれ測定部１０３により算出された色ずれ測定値に基づいて、前記光学系の光軸に対応する画像内の位置である光軸中心位置、及び倍率色収差量を推定する色ずれ測定値解析部１０４とを備えた画像処理装置１０１であって、前記色ずれ測定部は、前記画像の画像中心に対して動径方向に設定した色ずれ測定方向について色ずれ測定値を算出し、前記色ずれ測定値解析部は、前記光軸中心に対して動径方向に発生した色ずれを前記色ずれ測定方向へ射影した値の測定値が前記色ずれ測定値であるとみなし、前記画像内の所定位置における色ずれ量及び位置の変化に対する色ずれ量の変化を表す係数を未知パラメータとして倍率色収差モデルを設定し、前記倍率色収差モデルに基づく色ずれ量を前記色ずれ測定方向に射影した量と前記色ずれ測定値との差分の二乗値を前記複数の色ずれ測定箇所について加算した総和が最小となるように、前記未知パラメータを設定することにより、光軸中心位置及び倍率色収差量を推定する、としている。
【０００７】
この発明によれば、撮影時の光軸シフト量を用いることができない場合であっても、画像に生じている倍率色収差に基づく色ずれを適正に補正できる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１５８６２８号公報
【特許文献２】特許第５４４６２８５号公報
【特許文献３】米国特許第５９６５８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来技術では以下のような問題点があった。すなわち、色ずれ量は一般的に光学特性（焦点距離、合焦位置、絞り）に影響を受けるため、特許文献１に開示の発明において精度よく色温度係数ｋを算出しようとすると、データ量が光学特性に応じて膨大になってしまう。
【００１０】
また、特許文献２に開示の発明では、画像を解析して自動で適切な色ズレ量を算出して補正を行うため、計算量及び画像処理時間が長くなってしまう。
【００１１】
一般的な色収差補正処理では、あらかじめ、基準とする複数の波長の光を受光したときにそれぞれ発生する色収差量を理論的に算出することで、色収差補正データテーブルを作成し、交換レンズ側に保持しておく。実際に被写体を撮影する際に、フォーカス及びズームポジションと共に補正データテーブルを交換レンズからカメラ側に転送し、カメラ内において、フォーカス及びズームポジションに応じて補正データテーブルを参照することで、実際の補正処理に用いる補正量が算出される。
【００１２】
ここでいう基準とする複数の波長（以降、基準波長とも呼ぶ）とは、例えば、以下のようにして決定される。すなわち、光の各波長におけるカラーフィルタの分光透過率や撮像素子の受光感度、及び光源の相対強度を乗算することで、撮像素子で受光される光の波長の確率分布が求められる。この確率分布から、最頻値又は期待値を示す波長が得られる。ここで、この得られた最頻値又は期待値を示す波長のことを指標波長と呼ぶこととする。
【００１３】
広く普及しているベイヤー型の撮像素子では、メーカーやモデルが違っても、この指標波長は概ね近い値を示す傾向にあり、それゆえに、色収差補正データテーブルの作成においても、この指標波長を基準波長としてデータテーブルが作成される場合も多い。基準波長としては、例えば、赤色光（Ｒ）の基本波長を６２０ｎｍ、緑色光（Ｇ）の基本波長を５３０ｎｍ、青色光（Ｂ）の基本波長を４６０ｎｍ、の３つが用いられる。
【００１４】
このようにして作成された色収差補正データテーブルであるが、カメラ本体に設けられる撮像素子の分光感度特性によっては、色収差補正が正しく行われないという問題が発生する場合がある。
【００１５】
特許文献３には、Ｓｉの深さに依存する光の吸収特性を利用した、３層垂直色分離型の撮像素子が開示されている。
【００１６】
この撮像素子の各画素には、深さ方向に３つのフォトダイオードが積層して形成されている。ある画素に光が入射すると、入射光中の青色（Ｂ）成分は主に最上層に位置するＢフォトダイオード１０６で光電変換される。同様に、入射光中の緑色（Ｇ）成分は主に中間層に位置するＧフォトダイオード１０４で光電変換され、赤色（Ｒ）成分は主に最下層に位置するＲフォトダイオード１０２で光電変換される。
【００１７】
特許文献３のＦｉｇ．８には、このＳｉ垂直色分離型の各層の分光感度特性が示されている。これらのグラフからわかるように、各深さに形成されたフォトダイオードはブロードな感度波長帯域を持っている。
【００１８】
そして、このように、１つの画素からＲＧＢ３色の出力信号を取得することが可能であるため、ベイヤー型の撮像素子のように色情報及び輝度情報の補間の必要がなく、画質が飛躍的に向上するという利点があった。
【００１９】
しかしながら、本出願人は、このようなブロードな感度特性を持つ撮像素子を備えたカメラ本体において、上述した指標波長を基準波長として作成された色収差補正データテーブルを用いて色収差補正を行うと、補正結果が悪化する、という問題が発生することを発見した。
【００２０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、撮像素子の感度特性及び光源の種類によらず、従来の色収差補正データ形式を用いて精度良く色収差補正処理を行うことが可能な撮像装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明を実施の撮像装置は、少なくとも２つ以上の基準波長に対応して作成された色収差補正データに基づいて画像データの色収差補正処理を行う撮像装置において、撮影環境の光源色温度を取得する色温度取得手段と、取得された前記光源色温度に応じて、前記色収差補正データから得られる補正量を修正する補正量修正手段と、修正された前記補正量に基づいて画像データの色収差補正処理を行う補正処理手段と、を有し、前記補正量修正手段が、取得された前記光源色温度に応じて前記色収差補正データを混合することで前記補正量を修正すること特徴とする。
【００２２】
また、本発明を実施の撮像装置は、好ましくは、前記補正量修正手段が、撮像手段の分光感度特性と光源の相対強度とを乗算して得られる受光波長の確率分布における最頻値又は期待値を示す波長（以下、指標波長と呼ぶ）と、少なくとも２つ以上の前記基準波長とから、前記光源色温度に対応する混合比を算出し、前記色収差補正データを前記混合比に応じて混合することで前記補正量を修正することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明を実施の撮像装置は、好ましくは、前記補正量修正手段が、取得された前記光源色温度において、前記指標波長の短波長側と長波長側とでそれぞれ近接する２つの前記基準波長に対応する前記色収差補正データを用いて前記補正量を修正することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明を実施の撮像装置は、好ましくは、前記補正量修正手段が、取得された前記光源色温度において、前記指標波長と、前記指標波長の短波長側と長波長側とでそれぞれ近接する２つの前記基準波長との間の距離の比に応じて、前記混合比を算出することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明を実施の画像処理方法は、少なくとも２つ以上の基準波長に対応して作成された色収差補正データに基づいて画像データの色収差補正処理を行う画像処理方法において、撮影環境の光源色温度を取得する色温度取得ステップと、撮像手段の分光感度特性と光源の相対強度とを乗算して得られる受光波長の確率分布における最頻値又は期待値を示す波長（以下、指標波長と呼ぶ）と、少なくとも２つ以上の前記基準波長とから、前記光源色温度に対応する混合比を算出し、前記色収差補正データを前記混合比に応じて混合することで補正量を修正する補正量修正ステップと、修正された前記補正量に基づいて画像データの色収差補正処理を行う補正処理ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明を実施の撮像装置及び画像処理方法によれば、撮像素子の感度特性及び光源の種類によらず、従来の色収差補正データ形式を用いて精度良く色収差補正処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態である撮像装置の主要な構成を示したブロック図である。
【図２】色収差補正処理ブロックの主要な構成を示したブロック図である。
【図３】倍率色収差量と像高との関係を示した収差図である。
【図４】色収差補正データのテーブル構造の例を示す模式図である。
【図５】補正量修正部の内部構成を示したブロック図である。
【図６】撮像素子の指標波長と光源色温度との関係を示すプロット図である。
【図７】混合比αの算出を説明するための模式図である。
【図８】混合比αの算出に係る処理フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態である撮像装置１００の主要な構成を示したブロック図である。撮像装置１００は、カメラ本体２００と、カメラ本体２００に着脱可能な交換レンズである撮影レンズ３００と、で構成されている。
【００３０】
カメラ本体２００は、撮像素子２１０と、信号処理部２２０と、画像処理部２３０と、メインＣＰＵ２４０と、ＲＯＭ２４１と、ＲＡＭ２４２と、記録媒体インターフェース（Ｉ／Ｆ）２５０と、ユーザインターフェース（Ｉ／Ｆ）２６０と、画像表示部２７０と、を備えている。
【００３１】
また、撮影レンズ３００は、ズーム制御部３１０と、ズームレンズ３１１と、フォーカス制御部３２０と、フォーカスレンズ３２１と、絞り制御部３３０と、絞りユニット３３１と、レンズＣＰＵ３４０と、を備えている。
【００３２】
撮像素子２１０は、撮影レンズ３００により集光された光線を受光して光電変換し、画像信号を出力する。本実施形態の撮像素子２１０としては、上述した特許文献３に開示されている３層垂直色分離型の撮像素子が用いられている。撮像素子２１０の受光面は多数の画素から構成されている。撮像素子２１０は内部に不図示のゲイン可変アンプ、Ａ／Ｄコンバータを備えており、画像信号はデジタルデータとして出力される。
【００３３】
上述したゲイン可変アンプ、Ａ／Ｄコンバータを内蔵していない撮像素子２１０を採用する場合には、これらのデバイスを個別に搭載すればよい。
【００３４】
信号処理部２２０は撮像素子２１０から読み出された画像信号に対して各種の信号処理を施す。信号処理としては、例えば、画素受光量と出力値との間の線形性を確保するための補正処理や、読み出した画像信号を増幅するための増幅処理がある。
【００３５】
画像処理部２３０は、信号処理部２２０から送られてきた画像信号に対して各種の画像処理を施す。画像処理として、例えば、ホワイトバランス処理、色再現処理、ＪＰＥＧ形式やＴＩＦＦ形式の画像データへの現像処理等がある。
【００３６】
画像処理部２３０はまた、上述した現像処理に付随して、画像データに対する色収差補正処理も行う。この色収差補正処理について詳しくは後述する。
【００３７】
メインＣＰＵ２４０は、プログラムを実行することで撮像装置１００全体の包括的な制御を行う。例えば、撮像素子２１０の読み出し制御を行う。メインＣＰＵ２４０が撮像素子２１０の駆動タイミングを決定する信号を出力することで、画素毎の水平駆動並びに垂直駆動が制御され、各画素からＲＧＢの画像信号が読み出される。
【００３８】
メインＣＰＵ２４０はレンズＣＰＵ３４０と電気的に接続されており、協働して撮影レンズ３００の制御を行う。ライブビュー画像取得時や通常撮影時には、レンズＣＰＵ３４０からの各種情報を取得して撮影条件等の決定に利用する。
【００３９】
ＲＯＭ２４１は、メインＣＰＵ２４０が実行する各種プログラムや、メインＣＰＵ２４０が処理を実行するのに使用する各種特性情報や設定情報等が記憶される。特性情報としては、例えば、撮像素子２１０の分光感度特性や後述する指標波長に関連する情報も含まれる。これは、後述する色収差補正処理にも使用される。
【００４０】
ＲＡＭ２４２は、メインＣＰＵ２４０がプログラムに従った処理を実行するときの作業領域として使用される。
【００４１】
記録媒体Ｉ／Ｆ２５０は、不図示の記録媒体との間でＲＡＷデータや現像後の画像データの記録又は読み出しを行う。この記録媒体は、半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体である。
【００４２】
ユーザＩ／Ｆ２６０は、例えば、レリーズボタン、電源ボタン、コマンドダイヤル、十字キー等の操作部材を有しており、ユーザがこれらの操作部材を操作すると、メインＣＰＵ２４０は所定の動作を行う指示を出す。
【００４３】
画像表示部２７０は、撮影画像や不図示の記録媒体から読み出された画像等を表示する。
【００４４】
撮影レンズ３００の光学系の一部であるズームレンズ３１１及びフォーカスレンズ３２１は、それぞれズーム制御部３１０及びフォーカス制御部３２０に接続されており、レンズの駆動や位置検出等の制御が行われる。ズームレンズ３１１及びフォーカスレンズ３２１は図中において簡単のためにそれぞれ１枚のレンズで描写しているが、これに限らない。また、ズームレンズ３１１を有さない単焦点レンズであってもよい。
【００４５】
絞りユニット３３１は、絞り制御部３３０に接続されている。絞り制御部３３０は絞りユニット３３１の絞り値（Ｆ値）を制御する。
【００４６】
レンズＣＰＵ３４０は、上述したメインＣＰＵ２４０と協働して各種制御部の制御内容を決定し、指示を出す。また、レンズＣＰＵ３４０は撮影レンズ３００のズーム位置、フォーカス位置、Ｆ値等の各種情報を各制御部から取得し、メインＣＰＵ２４０に出力する。
【００４７】
また、レンズＣＰＵ３４０は不図示のＲＯＭと接続されており、必要に応じて、格納されたレンズＩＤや各種補正処理に利用する補正データ等を読み出してメインＣＰＵ２４０に出力する。これらの情報の出力は、例えば、撮影レンズ３００がカメラ本体２００に装着されたタイミングで行われる。
【００４８】
次に、上述した撮像装置１００における色収差補正処理について説明する。図２は、色収差補正処理ブロック２３１の主要な構成を説明するブロック図である。色収差補正処理ブロック２３１は、画像処理部２３０を構成する複数の処理ブロックのうちの一つである。
【００４９】
色収差補正処理ブロック２３１は内部に、補正量算出部２３２と、補正量修正部２３３と、補正処理部２３４と、を有している。
【００５０】
この色収差補正処理ブロック２３１では、画像処理部２３０内の不図示の現像処理ブロックから入力された画像データに発生する倍率色収差を適切に補正する処理を行う。
【００５１】
ここで、色収差の一種である倍率色収差について簡単に説明する。倍率色収差は、レンズの屈折率が光の波長によって異なることに起因し、結果として、光の色によって像の倍率が異なり色ずれが生じる現象をいう。実際の被写体では、結像面における像の特にエッジ部分に色ずれとして現れる。
【００５２】
倍率色収差の収差量は、一般に、図３に示すように、結像面における像高ｒの関数として表される。この収差量を、あらかじめ撮像素子２１０の各画素の各フォトダイオード（ＰＤ）に対してそれぞれ算出し、各画素位置での収差を打ち消すための色収差補正データＺ（ｒ）のテーブルとして作成しておく。そして、作成された補正データテーブルをレンズＣＰＵ３４０内の不図示のＲＯＭに格納しておく。
【００５３】
倍率色収差は、上述したように、光の波長によって収差量が変化することが特徴である。そのため、収差量を算出するための基準となる波長（以下、基準波長とも呼ぶ）を、ＲＧＢそれぞれの帯域に１つずつ決めておくのが一般的である。
【００５４】
本実施形態の撮像装置１００では、基準波長λｓの一例として、広く一般に普及しているベイヤー型の撮像素子から得られる指標波長に対応させ、赤色光（Ｒ）の基準波長λｓｒを６２０ｎｍ、緑色光（Ｇ）の基準波長λｓｇを５３０ｎｍ、青色光（Ｂ）の基準波長λｓｂを４６０ｎｍ、としているが、この限りではない。
【００５５】
また、ＲＧＢの３波長である必要もない。例えば、ＲＧＢ各波長領域にそれぞれ複数の基準波長を設定し、合計で３つ以上とすることも可能である。
【００５６】
上述したように、像高の関数として表される色収差補正データＺ（ｒ）は、上述したＲＧＢの各基準波長毎に作成されている。また、倍率色収差は、撮影レンズ３００のズームレンズ３１１及びフォーカスレンズ３２１の位置にそれぞれ依存して変化することが知られている。
【００５７】
そのため、これらの各パラメータを変化させ、発生する収差量をシミュレーションすることにより、撮影レンズ３００毎に色収差補正データテーブルが作成される。
【００５８】
倍率色収差は光の波長によって異なる収差量を示すが、シミュレーション量や保存データ量を減らすために、あらかじめ１つの基準波長における倍率色収差を基準とし、残りの基準波長における収差量を算出するようにしてもよい。
【００５９】
本実施形態の撮像装置１００においても、緑色光（Ｇ）を基準として正規化された赤色光（Ｒ）及び青色光（Ｂ）の補正データテーブルが作成され、撮影レンズ３００内の不図示のＲＯＭに格納されている。
【００６０】
本実施形態の撮像装置１００において、上述した色収差補正データＺ（ｒ）は以下の式で表される。
【００６１】
Ｚλ（ｒ）＝ａ０＋ａ２ｒ＾２＋ａ４ｒ＾４＋ａ６ｒ＾６    ・・・（式１）
【００６２】
ここで、
λは、対応する基準波長、
ｒは、結像面と光軸とが交わる原点からの像高、
ａ０，ａ２，ａ４，ａ６は、撮影レンズ３００のズーム位置及びフォーカス位置により異なる係数、
である。
【００６３】
上記の各係数は、実際には、上述したシミュレーションにより得られた像高ｒと補正量Ｚとの関係に対応させた近似関数の係数として算出される。
【００６４】
本実施形態の倍率色収差補正データテーブルとしては、これらの各係数をズーム位置及びフォーカス位置に対応させてテーブル形式にまとめたものが用いられる。図４は、基準波長λｓｒに対応する補正データのテーブル構造を模式的に表した例である。上述したように、本実施形態の倍率色収差補正データテーブルは基準波長λｓｇに対して正規化されたものである。
【００６５】
本図に示すように、補正データテーブルは、まず、撮影レンズ３００のズーム位置及びフォーカス位置の組み合わせから成る２次元テーブルとして表せられる。各組み合わせに対応するマスには、複数の定数の組み合わせが格納されている。これらの定数は、上述した（式１）に記述される関数Ｚ（ｒ）の各係数である。
【００６６】
従って、撮影レンズ３００のズーム位置及びフォーカス位置が特定されて補正データテーブルの対応するマスが決まれば、マスに格納されている各係数を用いて補正データ関数Ｚ（ｒ）が決定されるので、当該撮影条件に対応した倍率色収差の補正量が像高ｒの関数として得られることになる。
【００６７】
なお、本図では省略したが、基準波長λｓｂに対応する補正データテーブルも同様の構造を有している。
【００６８】
図２に戻り、本実施例の撮像装置１００における倍率色収差補正について説明する。上述したように、信号処理部２２０から転送された画像信号に対して、画像処理部２３０内の他の処理ブロックにおいて現像処理が行われる。そして、生成された画像データが色収差補正処理ブロック２３１に送られる。
【００６９】
色収差補正処理ブロック２３１内の補正量算出部２３２では、撮影レンズ３００から受け取った補正データテーブルと撮影条件データとから、上述した（式１）を用いた素の補正量の算出が行われる。この素の補正量とは、上述したように、ベイヤー型の撮像素子の分光感度特性に基づいて設定された指標波長を基準波長として作成された倍率色収差補正データテーブルから算出される補正量を意味している。
【００７０】
補正量算出部２３２において素の補正量が算出されると、続いて、補正量修正部２３３において素の補正量の修正が行われる。
【００７１】
ここで、補正量を修正する必要性について説明する。
【００７２】
上述したように、本願出願人は、特にブロードな分光感度特性を有する撮像素子２１０では、ベイヤー型の撮像素子の分光感度特性に基づいて設定された指標波長を基準波長として作成された補正データテーブルから算出される素の補正量を用いても、良好な倍率色収差の補正結果にならないケースがあることを発見した。
【００７３】
そして、このような補正の悪化が引き起こされる原因について考察を行った結果、補正データテーブルの対応する基準波長と撮像素子の示す指標波長との間のずれにより、このような補正の悪化が生じることを見出した。
【００７４】
そこで、補正量修正部２３３では、この基準波長と指標波長との間のずれにより生じる補正の悪化を解消するように、素の補正量を適切に修正する。
【００７５】
そして、得られた修正後の補正量を用いて、補正処理部２３４において入力された画像データに対して倍率色収差を適切に補正する処理を行う。
【００７６】
補正後の画像データは、記録媒体Ｉ／Ｆ２５０に送られて、不図示の記録媒体に記録されたり、画像表示部２７０に送られて、画像として表示される。
【００７７】
図５は、補正量修正部２３３の内部構成を示したブロック図である。本図に示すように、補正量修正部２３３は、色温度取得部２３５と、混合比算出部２３６と、補正量決定部２３７と、を備えている。
【００７８】
色温度取得部２３５では、撮影環境の光源色温度を取得する。この光源色温度の取得方法としては、カメラ本体２００内部に設けた公知のＡＷＢ手段であってもいいし、撮影者が任意に選択可能な光源モードに対応したプリセット値であってもいい。色温度取得部２３５は、メインＣＰＵ２４０を介してこれらの手段から光源色温度を取得し、混合比算出部２３６に出力する。
【００７９】
混合比算出部２３６では、撮影レンズ３００から取得した倍率色収差補正データテーブルの基準波長と、撮像素子２１０の指標波長とから、取得した光源色温度に応じた補正量の混合比αを算出する。
【００８０】
混合比αの算出について、詳しくは後述する。
【００８１】
補正量決定部２３７では、補正量算出部２３２から取得した素の補正量を、混合比算出部２３６で算出した混合比αに基づいて混合して修正し、最終的な補正量を決定する。
【００８２】
修正後の補正量は補正量修正部２３３から補正処理部２３４へ出力され、上述したように、そこで倍率色収差処理に利用される。
【００８３】
修正後の補正量の決定についても、詳しくは後述する。
【００８４】
次に、混合比算出部２３６で行われる混合比の算出について説明する。図６は、撮像素子２１０に特定の色温度の光を照射したときに、撮像素子２１０の出力波長の最頻値又は期待値が光源色温度に応じてどのように変化するかを表したグラフであり、ＲＧＢの各ＰＤ毎にプロットしたものである。丸で示した系列が撮像素子２１０のＢｏｔｔｏｍ層に設けられたＰＤからの出力、三角で示した系列が撮像素子２１０のＭｉｄｄｌｅ層に設けられたＰＤからの出力、四角で示した系列が撮像素子２１０のＴｏｐ層に設けられたＰＤからの出力、を表している。
【００８５】
すなわち、光源色温度と各ＰＤからの出力の指標波長との関係を表している。
【００８６】
また、カメラ本体２００に装着された撮影レンズ３００の保持する補正データテーブルの３つの基準波長λｓが、本図中に破線で描かれている。
【００８７】
上述したように、一般的なベイヤー型の撮像素子では指標波長を補正データテーブルの基準波長として採用することが多いが、これはすなわち、ベイヤー型撮像素子では指標波長が光源の色温度に対して大きく変化しないことを意味している。
【００８８】
一方で、特許文献３で開示された撮像素子のような、特にブロードな分光感度特性を有する撮像素子２１０では、本図にも示されるように、指標波長が光源色温度に依存して変化する。そのため、光源色温度によっては、補正データテーブルの基準波長λｓと撮像素子２１０の指標波長との間で大きくずれが生じる。
【００８９】
このずれにより発生する補正量の不整合を解消するために、補正データを修正する必要が生じることになる。
【００９０】
そこで、混合比算出部２３６では、ある光源色温度において、撮像素子２１０の指標波長と近接する複数の補正データテーブルの基準波長λｓとの間の距離に応じて、混合比αを算出する。
【００９１】
混合比αを算出するために、補正量修正部２３３内の不図示のＲＯＭには、撮像素子２１０の指標波長のプロットを近似した近似関数Ｍ（Ｔ）が格納されている。
【００９２】
以下に示す（式２）は、撮像素子２１０の指標波長を表す近似関数Ｍ（Ｔ）の一例である。本実施形態においては一次関数として近似してあるが、これには限られない。
【００９３】
Mｃ（Ｔ）＝−αｃ×Ｔ＋λｃ０    ・・・（式２）
【００９４】
ここで、
ｃは、対応するＲＧＢいずれかのＰＤ、
α、λは、実際の各プロットの座標から一次関数に近似することで決定される定数である。
【００９５】
混合比算出部２３６は、色温度取得部２３５から入力された光源色温度Ｔと、撮影レンズ３００から取得した補正データテーブルの基準波長λｓと、不図示のＲＯＭから読み出した指標波長の近似関数Ｍ（Ｔ）とから混合比αを算出する。
【００９６】
図７は、混合比αの算出を説明するための模式図であり、図６に記したプロットに対応する指標波長の近似関数M（Ｔ）が示されている。本図では、混合比αの算出の一例として、３０００Ｋと５０００Ｋの場合について説明する。
【００９７】
本図からわかるように、混合比αとは、ある色温度における、撮像素子２１０の指標波長の近似関数Ｍ（Ｔ）と補正データテーブルの基準波長λｓとの距離の比率を意味している。そして、この混合比αに応じて、混合すべき補正データテーブルの素の補正量を混合することで、補正量の修正が行われる。
【００９８】
図８は、混合比算出部２３６における混合比αの算出に係る処理フローチャートを示している。
【００９９】
具体的には、まずステップＳ１０１において、混合比算出部２３６は、色温度取得部２３５で取得された光源色温度Ｔを受け取る。また、不図示のＲＯＭに格納された撮像素子２１０の指標波長の近似関数Ｍ（Ｔ）を読み出す。また、撮影レンズ３００から受信した補正データテーブルから３つの基準波長λｓを読み出す。
【０１００】
次に、ステップＳ１０２において、混合比算出部２３６は、入力された光源色温度Ｔと指標波長の近似関数Ｍ（Ｔ）とから、当該色温度におけるＲＧＢの各ＰＤの指標波長を算出する。
【０１０１】
次に、ステップＳ１０３において、混合比算出部２３６は、得られたＲＧＢの各ＰＤの指標波長と、３つの基準波長λｓのうち、当該指標波長と近接する２つの基準波長との間の距離を算出する。
【０１０２】
詳しくは、当該色温度のＲＧＢの各ＰＤの指標波長と、長波長側及び短波長側において近接する２つの基準波長をそれぞれ選択し、指標波長と基準波長との間の距離を算出する。
【０１０３】
図７に示す例によれば、指標波長Ｍｒ（Ｔ）と長波長側で近接する基準波長との間の距離をＸ、短波長側で近接する基準波長との間の距離をＹとすると、仮に、色温度３０００ＫにおけるＲ画素の指標波長が、
Ｍｒ（３０００）＝６００ｎｍ
であったとすると、色温度３０００Ｋにおける、距離Ｘと及びＹは、それぞれ、
距離Ｘ＝｜６２０−６００｜＝２０
距離Ｙ＝｜６００−５３０｜＝７０
となる。
【０１０４】
同様に、色温度５０００Ｋにおける、Ｒ画素の指標波長が
Ｍｒ（５０００）＝５８０ｎｍ
であったとすると、
距離Ｘ＝｜６２０−５８０｜＝４０
距離Ｙ＝｜５８０−５３０｜＝５０
となる。
【０１０５】
次に、ステップＳ１０４において、混合比算出部２３６は、得られた距離を用いて色温度に対応した混合比αをＲＧＢそれぞれに対して算出する。混合率αは距離の比として下記で表される。
混合比α＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）
【０１０６】
算出された混合比αは、混合比算出部２３６から補正量決定部２３７に送られる。以上で、本フローチャートは終了する。
【０１０７】
上述した図７に示す例によれば、色温度３０００ＫにおけるＲ画素に対応する混合比αは、
α＝２０／（２０＋７０）＝２／９
同様に、色温度５０００ＫにおけるＲ画素に対応する混合比αは、
α＝４０／（４０＋５０）＝４／９
となる。
【０１０８】
混合比αが算出されると、補正量決定部２３７は、補正量算出部２３２が算出した素の補正量と混合比算出部２３６が算出した混合比αとから、修正後の補正量を決定する。
【０１０９】
詳しくは、補正量決定部２３７は、混合比αの算出に用いた２つの基準波長に対応する素の補正量（式１）を補正データテーブルからそれぞれ読み出し、それらを混合比αに基づいて混合することで、修正後の補正量を決定する。修正後の補正量Ｚ（ｒ）は以下の式で表される。
【０１１０】
ＺｃＴ（ｒ）＝Ｚｘ（ｒ）×（１−α）＋Ｚｙ（ｒ）×α    ・・・（式３）
【０１１１】
ここで、
ｃは、対応するＲＧＢいずれかのＰＤ、
Ｔは、対応する光源色温度を表している。
ｘは、指標波長の長波長側で近接する基準波長に対応する補正量、
ｙは、指標波長の短波長側で近接する基準波長に対応する補正量であることを表している。
【０１１２】
上述した図７に示す例によれば、色温度３０００ＫにおけるＲ画素に対応する修正後の補正量Ｚｒ３０００（ｒ）は、（式３）より、
Ｚｒ３０００（ｒ）＝Ｚｘ（ｒ）×（１−２／９）＋Ｚｙ（ｒ）×２／９＝７／９Ｚｘ（ｒ）＋２／９Ｚｙ（ｒ）
となることがわかる。
【０１１３】
同様に、色温度５０００ＫにおけるＲ画素に対応する修正後の補正量Ｚｒ５０００（ｒ）は、（式３）より、
Ｚｒ５０００（ｒ）＝Ｚｘ（ｒ）×（１−４／９）＋Ｚｙ（ｒ）×４／９＝５／９Ｚｘ（ｒ）＋４／９Ｚｙ（ｒ）
となる。
【０１１４】
これにより、修正後の補正量が像高ｒの関数として得られることになる。
【０１１５】
以上により修正後の補正量が得られると、補正量修正部２３３から補正処理部２３４に送られ、そこで、入力された画像データに対して倍率色収差を適切に補正する処理が行われる。
【０１１６】
以上で説明したように、本発明に記載の撮像装置及び画像処理方法によれば、広く普及するベイヤー型の撮像素子に対応した色収差補正データであっても、光源色温度に応じて、撮像素子の持つ指標波長の関数を利用して補正データを合成して修正することとしたので、撮像素子の出力が光源色温度によって変化するような撮像素子であっても精度のよい倍率色収差補正処理が可能となる。
【０１１７】
なお、上述した実施形態において、素の補正量の修正が必要となるケースとして、垂直色分離型の撮像素子の分光感度特性が特にブロードなことにより生じる基準波長と指標波長のずれを説明したが、これに限られるものではない。例えば、ベイヤー型の撮像素子であっても、撮像素子の指標波長の近似関数と撮影レンズに格納される補正データテーブルの基準波長とに少しでもずれが生じている場合であれば、本発明により補正量を修正することで補正結果が良好になる。
【０１１８】
また、上述した実施形態において、補正データテーブルのパラメータとして、ズームレンズ位置及びフォーカスレンズ位置を用いたが、これに限られるものではない。例えば、絞り値もパラメータとして加えることにより、倍率色収差以外の複合的な収差の補正にも対応することが可能となる。
【符号の説明】
【０１１９】
１００  撮像装置、２００  カメラ本体、２１０  撮像素子、２２０  信号処理部、２３０  画像処理部、２３１  色収差補正処理ブロック、２３２  補正量算出部、２３３  補正量修正部、２３４  補正処理部、２３５  色温度取得部、２３６  混合比算出部、２３７  補正量決定部、２４０  メインＣＰＵ、２４１  ＲＯＭ、２４２  ＲＡＭ、２５０  記録媒体インターフェース、２６０  ユーザインターフェース、２７０  画像表示部、３００  撮影レンズ、３１０  ズーム制御部、３１１  ズームレンズ、３２０  フォーカス制御部、３２１  フォーカスレンズ、３３０  絞り制御部、３３１  絞りユニット、３４０  レンズＣＰＵ
【図１】
2020150411.tif 000003
【図２】
2020150411.tif 000004
【図３】
2020150411.tif 000005
【図４】
2020150411.tif 000006
【図５】
2020150411.tif 000007
【図６】
2020150411.tif 000008
【図７】
2020150411.tif 000009
【図８】
2020150411.tif 000010