(57)【要約】【課題】レンズで発生する色収差を信号処理で補正する。【解決手段】撮像装置１００では、光源情報、レンズ状態、画素位置に対応したレンズ固有の色収差によるズレ幅情報（色収差データ）により、各画素におけるズレ幅分、位相をずらした画像データを画像データ補間部９にて算出し、補間された画像データ（色収差補正された画像データ）を用いて輝度信号等の映像信号を得ることができる。これにより、撮像装置１００では、従来、光源の違いにより補正不足または過補正となり、撮像画像（映像）上で色ずれが現れてしまうといった現象を抑制し、特に、撮像画像（映像）の画面の周辺部で顕著にあらわれる色ズレ、色にじみ、解像度低下といった現象を抑制し、より高画質な映像を得ることができる。【選択図】図１
2010093722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を集光するレンズ光学系と、
複数の画素を含む撮像素子を有し、前記レンズ光学系からの光を画像信号に変換する撮像部と、
被写体からの光から光源情報を取得する光源検出部と、
光源の種類を特定させるための光源データと、光源の種類ごとに、前記レンズ光学系のレンズ状態、および前記画像信号により形成される撮像画像の画面位置に対応した色収差データと、を記憶・保持している記憶部と、
前記光源検出部により取得された前記光源情報と、前記記憶部に記憶されている前記光源データとを比較することにより、光源を特定し、特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および前記撮像画像の画面位置に対応した色収差データを前記記憶部から出力させるように制御する色収差選択部と、
前記色収差選択部の制御により前記記憶部から出力される前記特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および前記撮像画像の画面位置に対応した色収差データに基づいて、前記撮像部により取得された前記画像信号により形成される前記撮像画像の色収差を補正する画像データ補間部と、
を備える色収差補正機能付き撮像装置。
【請求項２】
前記記憶部に、所定の種類の光源についてのレンズ状態、光源情報および前記撮像画像の画面位置に対応した色収差データを登録するデータ登録部をさらに備える、
請求項１に記載の色収差補正機能付き撮像装置。
【請求項３】
ユーザからの光源選択指示情報を入力することができる光源データ選択部をさらに備え、
前記記憶部は、前記光源選択指示情報に対応する所定の光源についての前記色収差データを出力し、
前記画像データ補間部は、前記光源選択指示情報に対応する所定の光源についての前記色収差データに基づいて、前記撮像画像の色収差を補正する、
請求項１に記載の色収差補正機能付き撮像装置。
【請求項４】
前記記憶部は、
色収差データとして、前記撮像部の前記撮像素子面上において、基準色の光の像が結像している水平位置と色収差補正を行う対象色の光の像が結像する水平位置との水平距離を示す色収差データを、画像データ補間部に出力する、
請求項１から３のいずれかに記載の色収差補正機能付き撮像装置。
【請求項５】
前記記憶部は、
色収差情報として、前記撮像部の前記撮像素子面上において、基準色の光の像が結像している垂直位置と色収差補正を行う対象色の光の像が結像している垂直位置との垂直距離を示す色収差データを、画像データ補間部に出力する、
請求項１から３のいずれかに記載の色収差補正機能付き撮像装置。
【請求項６】
前記記憶部は、
色収差情報として、前記撮像部の前記撮像素子面上において、基準色の光の像が結像している水平位置と色収差補正を行う対象色の光の像が結像する水平位置との水平距離を示す色収差データ、および基準色の光の像が結像している垂直位置と色収差補正を行う対象色の光の像が結像している垂直位置との垂直距離を示す色収差データを、画像データ補間部に出力する、
請求項１から３のいずれかに記載の色収差補正機能付き撮像装置。
【請求項７】
処理対象の画素である注目画素の色収差データを、前記記憶部から出力される色収差データから補間処理により求める色収差補間部をさらに備え、
前記記憶部は、前記撮像素子を構成する画素数より少ない所定の数の画素ごとに、前記色収差データを記憶しており、
前記色収差補間部は、前記注目画素に対応する色収差データが、前記記憶部に記憶されていない場合、前記記憶部に前記色収差データが記憶されている画素の前記色収差データから補間処理により前記注目画素に対応する前記色収差データを算出し、
前記画像データ補間部は、前記色収差補間部により算出された前記色収差データに基づいて、前記撮像画像の色収差を補正する、
請求項１から６のいずれかに記載の色収差補正機能付き撮像装置。
【請求項８】
前記色収差補間部は、前記注目画素の前記撮像画像上の画素位置と前記撮像画像の画面中心位置との距離を算出し、算出した距離に基づいて、前記記憶部から出力される前記色収差データに対して補間処理を行うことで、前記注目画素の前記色収差データを取得する、
請求項７に記載の色収差補正機能付き撮像装置。
【請求項９】
被写体からの光を集光するレンズ光学系と、
複数の画素を含む撮像素子を有し、前記レンズ光学系からの光を画像信号に変換する撮像部と、
光源の種類を特定させるための光源データと、光源の種類ごとに、前記レンズ光学系のレンズ状態、および前記画像信号により形成される撮像画像の画面位置に対応した色収差データと、を記憶・保持する記憶部と、
を備える撮像装置に用いられる色収差補正方法であって、
被写体からの光から光源情報を取得する光源検出ステップと、
前記光源検出ステップにより取得された前記光源情報と、前記記憶部に記憶されている前記光源データとを比較することにより、光源を特定し、特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および前記撮像画像の画面位置に対応した色収差データを前記記憶部から出力させるように制御する色収差選択ステップと、
前記色収差選択ステップの制御により前記記憶部から出力される前記特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および前記撮像画像の画面位置に対応した色収差データに基づいて、前記撮像部により取得された前記画像信号により形成される前記撮像画像の色収差を補正する画像データ補間ステップと、
を備える色収差補正方法。
【請求項１０】
被写体からの光を集光するレンズ光学系と、
複数の画素を含む撮像素子を有し、前記レンズ光学系からの光を画像信号に変換する撮像部と、
光源の種類を特定させるための光源データと、光源の種類ごとに、前記レンズ光学系のレンズ状態、および前記画像信号により形成される撮像画像の画面位置に対応した色収差データと、を記憶・保持する記憶部と、
を備える撮像装置に用いられる色収差補正方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
被写体からの光から光源情報を取得する光源検出ステップと、
前記光源検出ステップにより取得された前記光源情報と、前記記憶部に記憶されている前記光源データとを比較することにより、光源を特定し、特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および前記撮像画像の画面位置に対応した色収差データを前記記憶部から出力させるように制御する色収差選択ステップと、
前記色収差選択ステップの制御により前記記憶部から出力される前記特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および前記撮像画像の画面位置に対応した色収差データに基づいて、前記撮像部により取得された前記画像信号により形成される前記撮像画像の色収差を補正する画像データ補間ステップと、
を備える色収差補正方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１１】
被写体からの光を集光するレンズ光学系と、
複数の画素を含む撮像素子を有し、前記レンズ光学系からの光を画像信号に変換する撮像部と、
被写体からの光から光源情報を取得する光源検出部と、
を備える撮像装置に用いられる集積回路であって、
光源の種類を特定させるための光源データと、光源の種類ごとに、前記レンズ光学系のレンズ状態、および前記画像信号により形成される撮像画像の画面位置に対応した色収差データと、を記憶・保持している記憶部と、
前記光源検出部により取得された前記光源情報と、前記記憶部に記憶されている前記光源データとを比較することにより、光源を特定し、特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および前記撮像画像の画面位置に対応した色収差データを前記記憶部から出力させるように制御する色収差選択部と、
前記色収差選択部の制御により前記記憶部から出力される前記特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および前記撮像画像の画面位置に対応した色収差データに基づいて、前記撮像部により取得された前記画像信号により形成される前記撮像画像の色収差を補正する画像データ補間部と、
を備える集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に用いられるレンズにおける色収差を信号処理により補正する色収差補正機能付き撮像装置、色収差補正方法、プログラムおよび集積回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像管カメラでは、電子ビームの偏向電圧に補正電圧を重ね合わせることにより、レジストレーション調整、ひずみ調整を行っている。これらの調整は、本来、撮像管自体の特性により発生する誤差を補正するための処理（調整）であるが、撮像管カメラにおいて、これらの調整を行った場合、結果的に、撮像管カメラのレンズ特有のディストーション（歪曲）、倍率色収差をも含めて補正することが可能である。
しかしながら、ＣＣＤカメラでは、撮像素子であるＣＣＤがプリズムに固着されており、フォトダイオードの２次元的位置が固定されるため、色収差の補正を適切に行うのは困難である。そこで、レンズのガラス材質などを工夫することで、レンズ自身の色収差を低減するＣＣＤカメラが、従来から知られている。
しかしながら上記の方法によりレンズ自身の色収差を低減する従来のＣＣＤカメラでは、次のような問題点がある。すなわち、このような従来のＣＣＤカメラでは、レンズ自身の材料などを工夫するため、レンズ自身が非常に高価になってしまうという問題点をある。
【０００３】
また、従来のＣＣＤカメラにおいて、安価なレンズを用いた場合、被写体からの光の波長により屈折率が異なることに起因する色収差のため、特に、ＣＣＤカメラにより取得される撮像画像の画面周辺部において、色のズレ、色のにじみおよび解像度の低下といった現象が発生するという問題点がある。
また、従来のＣＣＤカメラでは、色収差情報を保持するためのメモリとして、非常に大きな容量のメモリが必要であるという問題点がある。
特許文献１に開示されている色収差補正回路および色収差補正機能付き撮像装置は、上記の問題点を解決するものである。つまり、この色収差補正回路および色収差補正機能付き撮像装置では、レンズで発生する色収差を信号処理で補正することにより、特に、ＣＣＤカメラにより取得される撮像画像の画面周辺部で顕著に発生する色ズレ、色にじみおよび解像度低下といった現象を抑制し、より高画質な映像を得ることができる。
【０００４】
図２６は、特許文献１の発明に係る色収差補正機能付き撮像装置９００の構成を示すブロック図である。
図２６に示すように、撮像装置９００は、被写体からの光を集光し、レンズのズーム倍率、フォーカス、絞り等の状況を出力する機能を備えたレンズ９０１と、レンズ９０１により集光された光（被写体の光学像）を撮像してＲ，Ｇ，Ｂの画像信号（光電変換により取得される電気信号）を取得する撮像素子９０２と、撮像素子９０２により取得されたＲ，Ｇ，Ｂの画像信号に対してゲイン調整処理（増幅処理）などの前処理を行うプリプロセス回路９０３と、を備える。また、撮像装置９００は、図２６に示すように、色収差選択回路９０４と、色収差記憶メモリ９０５と、同期発生回路９０８と、色収差補間回路９１０と、画像データ補間回路９０６と、プロセス回路９０７と、を備える。
【０００５】
色収差選択回路９０４は、レンズ９０１から出力されるズーム倍率、フォーカス、絞り等のレンズ状態情報を入力とし、このレンズ状態情報に基づいて、色収差記憶メモリ９０５を制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号を色収差記憶メモリ９０５に出力する。具体的には、色収差選択回路９０４は、レンズ状態に対応した画面中心（撮像画像の画面（あるいは撮像素子面）の中心）からの距離と色収差によるズレ幅を示す色収差データ（撮像素子の各画素、各色に対応する色収差データ）を色収差記憶メモリ９０５から色収差補間回路９１０に出力するよう制御を行う。
色収差記憶メモリ９０５は、レンズ状態に対応した各画素、各色における基準色に対する色収差により発生するズレ幅（基準色をＧとしたとき、撮像素子面上において、Ｇが結像している位置とＲが結像している位置との位置ズレ幅）に関する情報を保持している。具体的には、色収差記憶メモリ９０５には、Ｒ，Ｇ，Ｂの中の１つ（例えばＧ信号）を基準として、他の色（Ｒ，Ｂ）に対するレンズ９０１固有の画面中心（撮像素子により取得される撮像画像の画面中心に対応。）からの距離と色収差によるズレ幅情報とが、それぞれのレンズ状態に対応して予め設定されている。
【０００６】
同期発生回路９０８は、現在処理中の画像データが画面上のどの部分であるかを示す画面位置情報を、色収差補間回路９１０に出力する。
色収差補間回路９１０は、特定の画面位置（撮像画像上の位置情報（あるいは、撮像素子面上の位置情報）に対応。）におけるズレ幅に関する情報より、色収差により発生するズレ幅を求めたい画素位置（撮像画像上の位置情報（あるいは、撮像素子面上の位置情報）に対応。）におけるズレ幅（すなわち、処理対象画素における色収差により発生するズレ幅）を補間処理により求める。そして、色収差補間回路９１０は、求めたズレ幅（色収差により発生するズレ幅）を画像データ補間回路に出力する。
画像データ補間回路９０６は、色収差記憶メモリ９０５の出力である色収差により発生する基準色に対するズレ幅情報にしたがって、プリプロセス回路９０３の出力（色収差によりズレた位置の信号）よりズレ幅分を戻した位置における画像データ（色収差によるズレが無い場合の信号）を補間して、プロセス回路９０７に出力する。
【０００７】
プロセス回路９０７は、画像データ補間回路９０６により色収差の補正がなされたＲ，Ｇ，Ｂ信号より輝度信号等を算出する。
以上のように構成された特許文献１の色収差補正機能付き撮像装置９００の動作について、以下、説明する。
まず、レンズ９０１により集光された被写体からの光は、撮像素子９０２に入射され、撮像素子９０２によりＲ，Ｇ，Ｂの信号に変換される。撮像素子９０２から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの信号（画像信号）は、プリプロセス回路９０３でゲイン調整（増幅処理）などの前処理を実行され、画像データ補間回路９０６に出力される。
また、色収差記憶メモリ９０５には、Ｒ，Ｇ，Ｂの中の１つ（例えばＧ信号）を基準として、他の色（Ｒ，Ｂ）に対するレンズ９０１に固有の色収差によるズレ幅情報が、画素ごとに、それぞれのレンズ状態に対応して予め設定されている。
【０００８】
レンズ９０１から、レンズ状態を示す例えばズーム位置などのレンズ状態情報が、色収差選択回路９０４に出力される。
色収差選択回路９０４では、レンズ状態および画素位置に対応した色収差情報が色収差記憶メモリ９０５から色収差補間回路９１０に出力されるよう制御を行う。
色収差補間回路９１０は、同期発生回路９０８から出力される画面位置情報により、現在処理対象としている画素（注目画素）を特定する。そして、色収差補間回路９１０は、色収差記憶メモリ９０５から出力されるレンズ状態および画素位置に対応した色収差情報に基づいて、注目画素における色収差により発生する撮像画面上でのズレ幅を求める。
例えば、注目画素の撮像画面上の画素位置をＰｏ（ｘ０，ｙ０）とし、注目画素の色収差により発生する撮像画面上でのズレ幅（以下、これを単に「ズレ幅」ということがある。）をｄ（Ｐｏ）とし、色収差記憶メモリ９０５から出力される色収差情報が、画素Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、画素Ｐ１でのズレ幅ｄ（Ｐ１）、画素Ｐ２（ｘ２，ｙ２）、画素Ｐ２でのズレ幅ｄ（Ｐ２）とし、さらに、注目画素Ｐｏが、撮像画面上において、画素Ｐ１および画素Ｐ２の中心点に存在している場合、注目画素のズレ幅ｄ（Ｐｏ）を、
ｄ（Ｐｏ）＝（ｄ（Ｐ１）＋ｄ（Ｐ２））／２
により求める（線形補間処理により求める）。
【０００９】
色収差補間回路９１０により、このようにして求められた色収差により発生するズレ幅に関する情報は、色収差補間回路９１０から画像データ補間回路９０６に出力される。
画像データ補間回路９０６では、色収差補間回路９１０より出力された色収差によるズレ幅情報に基づいて、プリプロセス回路９０３の出力である色収差補正前の画像データ（色収差によりズレた位置の信号）より、ズレ幅分を戻した位置における画像データ（色収差によるズレが無い場合の信号）を補間（補正）することで、色収差を補正した画像データを取得する。そして、画像データ補間回路９０６により色収差補正された画像データは、プロセス回路９０７に出力される。
プロセス回路９０７では、補正後のＲ，Ｇ，Ｂ信号（色収差補正後の画像データ）を用いて輝度信号等の映像信号が取得される。
【００１０】
以上のように、従来の撮像装置９００では、レンズ状態、画素位置に対応したレンズ固有の色収差によるズレ幅情報により、各画素におけるズレ幅分位相をずらした画像データを画像データ補間回路９０６にて算出し、補間された画像データを用いて輝度信号等の映像信号を得ることができる。これにより、従来の撮像装置９００では、特に、撮像画像の画面の周辺部で顕著にあらわれる色ズレ、色にじみ、解像度低下といった現象を抑制し、より高画質な映像を得ることができる。
ここで、さらに色収差の補正精度を高める方法として、光源の色温度の違いにより、色収差の特性が変化することにより着目した発明が特許文献２に記載されている。これについて、以下、説明する。なお、図２７に、色温度検出部をさらに備えた従来の撮像装置９００Ａを示す。
【００１１】
＜光源の色温度の違いにより色収差の特性が変化する原理について＞
まず、光源の色温度の違いにより色収差の特性が変化することについて説明する。
ＣＩＥ（国際照明委員会）は、代表的な照明光をＣＩＥ標準光として定め、それらを実現する人工光源をＣＩＥ標準光源として勧告している。その中に昼光を代表するものとして「標準光Ｄ６５」、また白熱電球の光を代表するものとして「標準光Ａ」がある。
標準光Ｄ６５は、相関色温度が６５０４［Ｋ］で、光源にはキセノンランプが用いられている。また、標準光Ａは、相関色温度が約２８５６［Ｋ］で、光源には無色透明のガラス球を持つガス入りタングステン電球が用いられている。
図４に、標準光Ｄ６５の分光分布を示し、図５に、標準光Ａの分光分布を示す。
図６に、色分解プリズム（Ｒ成分、Ｇ成分およびＢ成分に色分解するプリズム）の分光特性を示す。
【００１２】
標準光Ｄ６５と標準光Ａとでは、それぞれ分光分布が異なるため、波長に対する強度分布が異なる。図７および図８は、標準光Ｄ６５および標準光Ａが、図６の特性を持つ色分解プリズムを通過する場合の波長に対する強度分布をあらわしたものである。これらの図は、Ｒ、Ｇ、Ｂのバランスを取るためにそれぞれ正規化している。そして、正規化した、Ｒ、Ｇ、Ｂの強度分布は、各波長の重み関数として用いることができる。
一般的に、レンズは色収差を持ち、その特性はレンズによって異なる。また、色収差によるズレ幅は、絞り値、ズーム値、フォーカス値、像高などによって変化する。ここでは一例として、図９に、ある設定条件（絞り値、ズーム値、フォーカス値、像高を所定の値）にしたときの光の波長と色収差によるズレ幅との関係を示す。ここでの色収差によるズレ幅は、ある波長を基準とした相対的な量で与えられ、図９では、便宜上、色収差によるズレ幅は、波長が６００［ｎｍ］の光を基準として表している。
【００１３】
図９に示すような色収差特性を持つレンズに、標準光Ｄ６５および標準光Ａを入射させた場合、色収差特性に違いが生じる。例えば、図９に示すような色収差特性を持つレンズに、標準光Ｄ６５を入射させた場合、図７（ｂ）に示すＧ信号（Ｇ成分）のスペクトル特性、及び図７（ｃ）に示すＲ信号（Ｒ成分）のスペクトル特性から分かるように、短波長側（例えば、図７のＡ１およびＡ２で示した部分）の影響がわずかに強くなる。
一方、図９に示すような色収差特性を持つレンズに、標準光Ａを入射させた場合、図８（ｂ）に示すＧ信号（Ｇ成分）のスペクトル特性、及び図８（ｃ）に示すＲ信号（Ｒ成分）のスペクトル特性から分かるように、長波長側（例えば、図８のＢ１およびＢ２で示した部分）の影響が特に強くなる。
つまり、標準光Ｄ６５と標準光Ａとでは、スペクトル分布が異なるので、所定の色収差特性を有するレンズを通した場合であっても、所定の波長の光成分量が同一にはならず、生じる色収差量も異なることになる。
【００１４】
すなわち、光源から発光される光の色温度が異なる場合、色収差の特性に違いが生じる。
色収差補正に用いる色収差補正量の求め方の一例として、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の中の１つ（例えばＧ信号）を基準として、他の色（Ｒ，Ｂ）に対する色収差によるズレ幅を求める方法がある。この方法により色収差によるズレ幅の算出方法について、標準光Ｄ６５の場合および標準光Ａの場合に分けて、以下、説明する。
≪標準光Ｄ６５の色収差によるズレ幅≫
まず、標準光Ｄ６５の場合について説明する。
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号それぞれの中心のズレ幅を計算する。ここでは、その計算方法の一例として、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号におけるズレ幅の分布を調べ、中心のズレ幅を求める方法を示す。
【００１５】
図１０は、図９の色収差特性のグラフに、図７（ｃ）の標準光Ｄ６５の場合のＲ信号の重み関数（Ｒ成分のスペクトル特性）のグラフを重ねて描いた図である。
図１０に示すように、まず、ズレ幅ｓ（図１０のグラフの縦軸）（色収差量に対応）をｎ等分する。ズレ幅がｓｉ、ｓｉ＋１のＲ信号に含まれる光の波長は、それぞれ、λｉ、λｉ＋１であり、Ｒ信号に含まれるズレ幅ｓｉ、ｓｉ＋１の光の分布量Ｐは、重み関数をＩ（λ）とすると、
【００１６】
【数１】
2010093722.tif 000003
【００１７】
で求められる。なお、Ａｂｅ（λｉ）＝ｓｉ、Ａｂｅ（λｉ＋１）＝ｓｉ＋１である。
そして、（数式１）により求めた、Ｒ信号におけるズレ幅ｓに対する分布Ｐ（ｓ）を、図１２に示す。このＲ信号におけるズレ幅ｓの分布Ｐ（ｓ）の中心のズレ幅が、今回求めるＲ信号の中心のズレ幅Ｓｒ１となる。例えば、下記（数式２）を満たすＳｒ１を、Ｒ信号の中心のズレ幅Ｓｒ１とすればよい。
【００１８】
【数２】
2010093722.tif 000004
【００１９】
同様に、Ｇ信号、Ｒ信号の中心となるズレ幅、Ｓｇ１、Ｓｂ１を求めることができる。そして、Ｇ信号を基準とする場合、Ｂ信号、Ｒ信号の色収差補正量は、それぞれ、Ｓｂ１−Ｓｇ１、Ｓｒ１−Ｓｇ１となる。
このようにして、光源から発光される光が標準光Ｄ６５の場合の色収差によるズレ幅（色収差補正量）を算出することができる。
≪標準光Ａの色収差によるズレ幅≫
次に、標準光Ａの場合について説明する。
上記標準光Ｄ６５の場合と同様にして、標準光Ａの場合のＲ，Ｇ，Ｂ信号それぞれの中心のズレ幅を計算する。
まず、標準光ＡのＲ信号におけるズレ幅の分布を調べ中心のズレ幅を求める。
【００２０】
図１１は、図９の色収差特性のグラフに、図８（ｃ）の標準光ＡのＲ信号の重み関数（Ｒ信号のスペクトル特性）のグラフを重ねて描いた図である。
図１１に示すように、ズレ幅ｓ（図１１のグラフの縦軸）（色収差量に対応）をｎ等分する。ズレ幅がｓｉ、ｓｉ＋１のＲ信号に含まれる光の波長は、それぞれ、λｉ、λｉ＋１であり、Ｒ信号に含まれるズレ幅ｓｉ、ｓｉ＋１の光の分布量Ｐは、重み関数をＩ（λ）とすると、
【００２１】
【数３】
2010093722.tif 000005
【００２２】
で求められる。なお、Ａｂｅ（λｉ）＝ｓｉ、Ａｂｅ（λｉ＋１）＝ｓｉ＋１である。
そして、（数式３）により求めた、Ｒ信号におけるズレ幅ｓに対する分布Ｐ（ｓ）を、図１３に示す。このＲ信号におけるズレ幅ｓの分布Ｐ（ｓ）の中心のズレ幅が、今回求めるＲ信号の中心のズレ幅Ｓｒ２となる。例えば、下記（数式４）を満たすＳｒ２を、Ｒ信号の中心のズレ幅Ｓｒ２とすればよい。
【００２３】
【数４】
2010093722.tif 000006
【００２４】
同様に、Ｇ信号、Ｒ信号の中心となるズレ幅、Ｓｇ２、Ｓｂ２を求めることができる。そして、Ｇ
信号を基準とする場合、Ｂ信号、Ｒ信号の色収差補正量は、それぞれ、Ｓｂ２−Ｓｇ２、Ｓｒ２−Ｓｇ２となる。
このようにして、光源から発光される光が標準光Ａの場合の色収差によるズレ幅（色収差補正量）を算出することができる。
以上の通り、標準光Ｄ６５と標準光ＡとでＲ信号のズレ幅に対する分布Ｐ（ｓ）が、図１２と図１３のように異なることから、Ｒ信号のそれぞれの中心となるズレ幅は、標準光Ｄ６５と標準光Ａとで異なることが分かる。Ｇ信号、Ｂ信号のズレ幅（色収差によるズレ幅）も同様に、標準光Ｄ６５と標準光Ａとでは相違する。よって、色収差補正を適切に行うには、色収差補正に用いる補正量を、標準光Ｄ６５と標準光Ａとで異ならせる必要がある。
【００２５】
これらの違いがあるにもかかわらず、撮影に標準光Ｄ６５を用いた場合と標準光Ａを用いた場合とで、どちらの場合も同じ色収差補正量で補正処理を行うと、補正処理後の画像（映像）において、色収差の補正不足及び過補正部分が生じ、色ずれの原因となる。
上記問題の解決方法として、特許文献２では、光源の色温度に着目し、光源の色温度によって色収差の補正量を変化させる方法を提案している。
【特許文献１】特開平８―２０５１８１
【特許文献２】特開２００７−１５８６２８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら上記従来技術（特許文献２に開示の技術）では、次のような問題がある。
従来技術（特許文献２の技術）では、光源から発光される光の色温度で色収差補正量を変化させているが、前述の光源の違い（光の種類の違い）による色収差の特性の変化は、色温度のみで特定することはできない。同じ色温度でも異なる波長特性を持つ光が存在するため、色温度のみで色収差補正量を切り替えた場合、色収差補正不足または色収差過補正となり、色収差補正を行う前よりもかえって色ずれや色にじみが生じてしまう場合がある。この原理について、以下説明する。
図１４および図１５に、白熱ランプおよび電球色蛍光ランプの分光分布を示す。
白熱ランプ（から照射される光）の色温度と電球色蛍光ランプ（から照射される光）の色温度は、ともに約２７００［Ｋ］とほぼ等しいが、その分光分布は異なる。図１４に、白熱ランプ（から照射される光）の分光分布を示し、図１５に、電球色蛍光ランプ（から照射される光）の分光分布を示す。
【００２７】
図１７および図１８は、白熱ランプから照射される光および電球色蛍光ランプから照射される光が、図６の特性を持つ色分解プリズムを通過する場合の波長に対する強度分布をあらわしたものである。これらの図は、Ｒ、Ｇ、Ｂのバランスを取るためにそれぞれ正規化している。
Ｇ信号を基準として、他の色（Ｒ，Ｂ）に対する色収差によるズレ幅を求める方法により色収差によるズレ幅の算出方法について、白熱ランプから照射される光の場合および電球色蛍光ランプから照射される光の場合に分けて、以下、説明する。
≪白熱ランプの場合≫
まず、白熱ランプから照射される光の色収差によるズレ幅の算出方法について説明する。
【００２８】
図９に示すような色収差量を持つレンズに、白熱ランプからの照射光を入射させた場合の色収差量は、前述したのと同様に、図９の色収差特性曲線と図１６に示す重み関数とに基づいて（色収差量関数Ａｂｅ（λ）と重み関数I（λ）との積を、波長λで積分して求めた値に基づいて）求めることができる。以下、具体的に説明する。
まず、Ｒ信号のズレ幅を求める。図１８は、図９の色収差特性のグラフに、図１６（ｃ）の白熱ランプからの照射光のＲ信号の重み関数（Ｒ成分のスペクトル特性）のグラフを重ねて描いた図である。
図１８に示すように、まず、ズレ幅ｓ（図１８のグラフの縦軸）（色収差量に対応）をｎ等分する。ズレ幅がｓｉ、ｓｉ＋１のＲ信号に含まれる光の波長は、それぞれλｉ、λｉ＋１であり、Ｒ信号に含まれるズレ幅ｓｉ、ｓｉ＋１の光の分布量Ｐは、重み関数をＩ（λ）とすると、
【００２９】
【数５】
2010093722.tif 000007
【００３０】
で求められる。なお、Ａｂｅ（λｉ）＝ｓｉ、Ａｂｅ（λｉ＋１）＝ｓｉ＋１である。
そして、（数式５）により求めた、Ｒ信号におけるズレ幅ｓに対する分布Ｐ（ｓ）を、図２０に示す。このＲ信号におけるズレ幅ｓの分布Ｐ（ｓ）の中心のズレ幅が、今回求めるＲ信号の中心のズレ幅Ｓｒ３となる。例えば、下記（数式６）を満たすＳｒ３を、Ｒ信号の中心のズレ幅Ｓｒ３とすればよい。
【００３１】
【数６】
2010093722.tif 000008
【００３２】
同様に、Ｇ信号、Ｂ信号の中心となるズレ幅、Ｓｇ３、Ｓｂ３を求める。そして、Ｇ信号を基準とする場合、Ｂ信号、Ｒ信号の色収差補正量は、それぞれ、Ｓｂ３−Ｓｇ３、Ｓｒ３−Ｓｇ３となる。
このようにして、白熱ランプから照射される光の場合（光源を白熱ランプとした場合）の色収差によるズレ幅（色収差補正量）を算出することができる。
≪電球色蛍光ランプの場合≫
次に、電球色蛍光ランプから照射される光の色収差によるズレ幅の算出方法について説明する。
図９に示すような色収差量を持つレンズに、電球色蛍光ランプからの照射光を入射させた場合の色収差量は、前述したのと同様に、図９の色収差特性曲線と図１７に示す重み関数とに基づいて（色収差量関数Ａｂｅ（λ）と重み関数I（λ）との積を、波長λで積分して求めた値に基づいて）求めることができる（図１９参照）。電球色蛍光ランプから照射される光の場合（光源を電球色蛍光ランプとした場合）の色収差によるズレ幅も、白熱ランプから照射される光の場合（光源を白熱ランプとした場合）と同様にして、求めることができる。
【００３３】
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号におけるズレ幅の分布を調べ中心のズレ幅を求める。Ｒ信号におけるズレ幅ｓに対する分布Ｐ（ｓ）は、図２１のようになる。そして、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の中心となるズレ幅をＳｒ４、Ｓｇ４、Ｓｂ４とすると、Ｇ信号を基準とする場合、Ｒ信号、Ｂ信号の色収差補正量は、それぞれ、Ｓｒ４−Ｓｇ４、Ｓｂ４−Ｓｇ４となる。
このようにして、電球色蛍光ランプから照射される光の場合（光源を電球色蛍光ランプとした場合）の色収差によるズレ幅（色収差補正量）を算出することができる。
なお、上記において、各信号（各成分）の中心となるズレ幅を計算するのにズレ幅の分布を調べ、その中心のズレ幅を求める方法を用いたが、分布のピーク値や重心、または他の要素を用いて計算する場合もあり、上記以外の方法で色収差によるズレ幅（色収差量）を算出してもよい。
【００３４】
図１６および図１７から分かるように、白熱ランプの照明光および電球色蛍光ランプのＲ信号、Ｂ信号、Ｇ信号の強度分布（スペクトル分布）の全てで違いが見られるが、特に、Ｒ信号で差が見られる。白熱ランプからの照明光では、長波長側の影響が強くなる（例えば、図１６のＣ１の部分）のに対し、電球色蛍光ランプでは短波長側の影響（例えば、図１７のＤ１の部分）が強くなる。このように同じ色温度をもつ光源から照射される光であっても、強度分布（スペクトル分布）が相違するので、色収差の特性にも違いが生じる。
より具体的には、白熱ランプと電球色蛍光ランプとでＲ信号のズレ幅に対する分布Ｐ（ｓ）が、図２０と図２１のように異なることから、Ｒ信号のそれぞれの中心となるズレ幅が、同じ色温度の光源、白熱ランプと電球色蛍光ランプとで異なることが分かる。Ｇ信号、Ｂ信号に対しても同じことがいえる。
【００３５】
つまり、色収差によるズレ幅は、同じ色温度の光源である白熱ランプ（から照射される光）の場合と電球色蛍光ランプ（から照射される光）の場合とで異なる。したがって、色収差補正量も同じ色温度の光源である白熱ランプ（から照射される光）の場合と電球色蛍光ランプ（から照射される光）の場合とで相違させる必要がある。
しかしながら、従来の技術では、光源から発光される光の色温度で色収差補正量を変化させているだけで、光源の違い（光の種類の違い）による色収差の特性の変化を考慮していないので、色収差補正を適切に行うことができない場合があるという問題を有している。
本発明は、上記問題点に鑑み、光源の違いを考慮に入れた色収差補正を行うことができる色収差補正機能付き撮像装置、色収差補正方法、プログラムおよび集積回路を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
第１の発明は、レンズ光学系と、撮像部と、光源検出部と、記憶部と、色収差選択部と、画像データ補間部と、を備える色収差補正機能付き撮像装置である。
レンズ光学系は、被写体からの光を集光する。撮像部は、複数の画素を含む撮像素子を有し、レンズ光学系からの光を画像信号に変換する。光源検出部は、被写体からの光から光源情報を取得する。記憶部は、光源の種類を特定させるための光源データと、光源の種類ごとに、レンズ光学系のレンズ状態、および画像信号により形成される撮像画像の画面位置に対応した色収差データと、を記憶・保持している。色収差選択部は、光源検出部により取得された光源情報と、記憶部に記憶されている光源データとを比較することにより、光源を特定し、特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および撮像画像の画面位置に対応した色収差データを記憶部から出力させるように制御する。画像データ補間部は、色収差選択部の制御により記憶部から出力される特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および撮像画像の画面位置に対応した色収差データに基づいて、撮像部により取得された画像信号により形成される撮像画像の色収差を補正する。
【００３７】
この色収差補正機能付き撮像装置では、色収差選択部により、光源検出部により取得された光源情報と、記憶部に記憶されている光源データとを比較することにより、光源を特定し、特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および撮像画像の画面位置に対応した色収差データを記憶部から出力させる。そして、記憶部から出力された光源に対応した色収差データにより、画像データ補間部は、色収差補正処理を行う。
これにより、光源の違い（種類）を考慮に入れた色収差補正処理を行うことができる。したがって、この色収差補正機能付き撮像装置により取得された画像（映像）は、適切に色収差補正がなされた画像（映像）となり、特に、撮像画像（映像）の画面の周辺部で顕著にあらわれる色ズレ、色にじみ、解像度低下といった現象を効果的に抑制し、高画質な画像（映像）を得ることができる。
【００３８】
第２の発明は、第１の発明であって、記憶部に、所定の種類の光源についてのレンズ状態、光源情報および撮像画像の画面位置に対応した色収差別色収差データを登録するデータ登録部をさらに備える。
この撮像装置では、無限に存在する光源データ（所定の光源についての色収差データ）を、データ登録部を介して、記憶部に登録することできるので、多様な光源下における色収差補正処理を適切に行うことが可能となる。さらに、この撮像装置では、新たな光源（新たなスペクトル分布を有する光）に対しても、データを登録することで、適切な色収差補正処理を行うことができる。
第３の発明は、第１の発明であって、ユーザからの光源選択指示情報を入力することができる光源データ選択部をさらに備える。
【００３９】
記憶部は、光源選択指示情報に対応する所定の光源についての色収差データを出力する。画像データ補間部は、光源選択指示情報に対応する所定の光源についての色収差データに基づいて、撮像画像の色収差を補正する。
これにより、例えば、光源に関する知識が豊富なプロのカメラマンが適切な光源別色収差データ（所定の光源についての色収差データ）を選択し、この撮像装置により、効率良く撮影を行うことができる。
第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明であって、記憶部は、色収差データとして、撮像部の撮像素子面上において、基準色の光の像が結像している水平位置と色収差補正を行う対象色の光の像が結像する水平位置との水平距離を示す色収差データを、画像データ補間部に出力する。
【００４０】
第５の発明は、第１から第３のいずれかの発明であって、記憶部は、色収差情報として、撮像部の撮像素子面上において、基準色の光の像が結像している垂直位置と色収差補正を行う対象色の光の像が結像している垂直位置との垂直距離を示す色収差データを、画像データ補間部に出力する。
第６の発明は、第１から第３のいずれかの発明であって、記憶部は、色収差情報として、撮像部の撮像素子面上において、基準色の光の像が結像している水平位置と色収差補正を行う対象色の光の像が結像する水平位置との水平距離を示す色収差データ、および基準色の光の像が結像している垂直位置と色収差補正を行う対象色の光の像が結像している垂直位置との垂直距離を示す色収差データを、画像データ補間部に出力する。
第７の発明は、第１から第６のいずれかの発明であって、処理対象の画素である注目画素の色収差データを、記憶部から出力される色収差データから補間処理により求める色収差補間部をさらに備える。
【００４１】
記憶部は、撮像素子を構成する画素数より少ない所定の数の画素ごとに、色収差データを記憶している。色収差補間部は、注目画素に対応する色収差データが、記憶部に記憶されていない場合、記憶部に色収差データが記憶されている画素の色収差データから補間処理により注目画素に対応する色収差データを算出する。画像データ補間部は、色収差補間部により算出された色収差データに基づいて、撮像画像の色収差を補正する。
この撮像装置では、補間処理により所定の画素の色収差データを求めることができるので、撮像素子を構成する全画素について、色収差データを持つ必要がない。このため、記憶部での記憶保持するデータ容量を少なくすることができる。
第８の発明は、第７の発明であって、色収差補間部は、注目画素の撮像画像上の画素位置と撮像画像の画面中心位置との距離を算出し、算出した距離に基づいて、記憶部から出力される色収差データに対して補間処理を行うことで、注目画素の色収差データを取得する。
【００４２】
第９の発明は、被写体からの光を集光するレンズ光学系と、複数の画素を含む撮像素子を有し、レンズ光学系からの光を画像信号に変換する撮像部と、光源の種類を特定させるための光源データと、光源の種類ごとに、レンズ光学系のレンズ状態、および画像信号により形成される撮像画像の画面位置に対応した色収差データと、を記憶・保持する記憶部と、を備える撮像装置に用いられる色収差補正方法である。この色収差補正方法は、光源検出ステップと、色収差選択ステップと、画像データ補間ステップと、を備える。
光源検出ステップでは、被写体からの光から光源情報を取得する。色収差選択ステップでは、光源検出ステップにより取得された光源情報と、記憶部に記憶されている光源データとを比較することにより、光源を特定し、特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および撮像画像の画面位置に対応した色収差データを記憶部から出力させるように制御する。画像データ補間ステップでは、色収差選択ステップの制御により記憶部から出力される特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および撮像画像の画面位置に対応した色収差データに基づいて、撮像部により取得された画像信号により形成される撮像画像の色収差を補正する。
【００４３】
これにより、第１の発明と同様の効果を奏する色収差補正方法を実現することができる。
第１０の発明は、被写体からの光を集光するレンズ光学系と、複数の画素を含む撮像素子を有し、レンズ光学系からの光を画像信号に変換する撮像部と、光源の種類を特定させるための光源データと、光源の種類ごとに、レンズ光学系のレンズ状態、および画像信号により形成される撮像画像の画面位置に対応した色収差データと、を記憶・保持する記憶部と、を備える撮像装置に用いられる色収差補正方法をコンピュータに実行させるプログラムである。色収差補正方法は、光源検出ステップと、色収差選択ステップと、画像データ補間ステップと、を備える。
光源検出ステップでは、被写体からの光から光源情報を取得する。色収差選択ステップでは、光源検出ステップにより取得された光源情報と、記憶部に記憶されている光源データとを比較することにより、光源を特定し、特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および撮像画像の画面位置に対応した色収差データを記憶部から出力させるように制御する。画像データ補間ステップでは、色収差選択ステップの制御により記憶部から出力される特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および撮像画像の画面位置に対応した色収差データに基づいて、撮像部により取得された画像信号により形成される撮像画像の色収差を補正する。
【００４４】
これにより、第１の発明と同様の効果を奏する色収差補正方法をコンピュータに実行させるプログラムを実現することができる。
第１１の発明は、被写体からの光を集光するレンズ光学系と、複数の画素を含む撮像素子を有し、レンズ光学系からの光を画像信号に変換する撮像部と、被写体からの光から光源情報を取得する光源検出部と、を備える撮像装置に用いられる集積回路であって、記憶部と、色収差選択部と、画像データ補間部と、を備える。
記憶部は、光源の種類を特定させるための光源データと、光源の種類ごとに、レンズ光学系のレンズ状態、および画像信号により形成される撮像画像の画面位置に対応した色収差データと、を記憶・保持している。色収差選択部は、光源検出部により取得された光源情報と、記憶部に記憶されている光源データとを比較することにより、光源を特定し、特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および撮像画像の画面位置に対応した色収差データを記憶部から出力させるように制御する。画像データ補間部は、色収差選択部の制御により記憶部から出力される特定した光源についてのレンズ状態、光源情報および撮像画像の画面位置に対応した色収差データに基づいて、撮像部により取得された画像信号により形成される撮像画像の色収差を補正する。
【００４５】
これにより、第１の発明と同様の効果を奏する集積回路を実現することができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、光源の違いを考慮に入れた色収差補正を行うことができる色収差補正機能付き撮像装置、色収差補正方法、プログラムおよび集積回路を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
＜１．１：色収差補正回路の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る色収差補正機能付き撮像装置１００の構成を示すブロック図（概略構成図）である。
図１に示すように、撮像装置１００は、被写体からの光を集光し、レンズのズーム倍率、フォーカス、絞り等の情報（レンズ状態情報）を出力する機能を備えたレンズ光学系１と、レンズ光学系１により集光された光（被写体の光学像）を撮像してＲ，Ｇ，Ｂの画像信号（光電変換により取得される電気信号）を取得する撮像部２と、撮像部２により取得されたＲ，Ｇ，Ｂの画像信号に対してゲイン調整処理（増幅処理）などの前処理を行うプリプロセス部３と、を備える。また、撮像装置１００は、光源情報を検出する光源検出部４と、光源情報およびレンズ状態情報に基づいて記憶部６を制御する色収差選択部５と、色収差に関するデータおよび光源に関するデータを記憶・保持する記憶部６と、を備える。また、撮像装置１００は、処理対象の画素（注目画素）の画面位置（撮像画像上の画面位置に対応）について情報（画面位置情報）を出力する同期発生部８と、レンズ状態情報と画面位置情報とに基づいて、記憶部６から出力される色収差に関するデータを補間する色収差補間部７と、プリプロセス部３から出力される色収差補正前の画像データに対して、色収差補間部７から出力される色収差に関するデータに基づいて、色収差補正処理を行い、色収差補正画像データ（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）を取得する画像データ補間部９と、画像データ補間部９により取得された色収差補正画像データから輝度信号等を算出するプロセス部１０と、を備える。
【００４８】
レンズ光学系１は、１枚または複数のレンズ、絞り等を有しており、ズーム制御、フォーカス制御、露光制御（絞り制御）等が可能な光学系である。レンズ光学系１は、被写体からの光を集光し、集光した光を撮像部２に出力する。また、レンズ光学系１は、レンズのズーム倍率、フォーカス、絞り等の情報をレンズ状態情報として、色収差選択部５および色収差補間部７に出力する。
撮像部２は、撮像素子を有し、レンズ光学系１により集光された光（被写体の光学像）を撮像してＲ，Ｇ，Ｂの画像信号（光電変換により取得される電気信号）を取得する。そして、撮像部２は、取得した画像信号をプリプロセス部３に出力する。撮像部２の撮像素子としては、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサを用いるとよい。
プリプロセス部３は、撮像部２により取得されたＲ，Ｇ，Ｂの画像信号に対してゲイン調整処理（増幅処理）などの前処理を行い、当該処理を行った画像信号（画像データ）を画像データ補間部９に出力する。
【００４９】
光源検出部４は、撮像装置１００に入射されている光がどのような光源からの光であるかを検出し、検出した光源に関する情報を光源情報として色収差選択部５に出力する。光源検出部４は、例えば、回折フィルタおよび受光素子により構成することができ、撮像装置１００に入射されている光のスペクトル分布（光の波長に対する強度分布）に関する情報を取得し、取得したスペクトル分布に関する情報を光源情報として色収差選択部５に出力する。
色収差選択部５は、レンズ光学系１から出力されるレンズ状態情報および光源検出部４から出力される光源情報を入力とし、レンズ状態情報および光源情報に基づいて、記憶部６から出力されるデータを制御するための制御信号を生成し、その制御信号を記憶部６に出力する。また、色収差選択部５は、記憶部６に記憶されている光源に関するデータ（情報）を読み出すことができる。
【００５０】
記憶部６は、色収差に関するデータおよび光源に関するデータを記憶・保持しており、色収差選択部５から出力される制御信号に基づいて、色収差に関するデータを、色収差補間部７に出力する。記憶部６が記憶する色収差に関するデータは、例えば、Ｇ信号を基準として、画面中心（撮像画像の画面中心）からの距離ｘの画素についてのＲ信号およびＢ信号のズレ幅ＡｂｅｒＲ（ｘ）およびＡｂｅｒＢ（ｘ）を、（１）光源、（２）レンズ光学系１のズーム値、（３）レンズ光学系１のフォーカス位置の３つをパラメータとするデータとすればよい。図２２は、光源Ｌ、レンズのズーム値α、レンズ光学系１フォーカス位置βの場合のＧ信号を基準として、画面中心（撮像画像の画面中心）からの距離ｘの画素の場合のＲ信号およびＢ信号のズレ幅ＡｂｅｒＲ（ｘ）およびＡｂｅｒＢ（ｘ）の一例を示している。記憶部６では、図２２に相当する色収差データを、（１）光源、（２）レンズ光学系１のズーム値、（３）レンズ光学系１のフォーカス位置ごとに記憶・保持している（（１）〜（３）をパラメータとするベクトルデータ（多次元データ）として記憶・保持している）。なお、色収差に関するデータは、撮像装置１００を所定の光源下に置いて、（２）レンズ光学系１のズーム値、（３）レンズ光学系１のフォーカス位置ごとに、色収差データ（Ｇ信号を基準としたＲ信号およびＢ信号のズレ幅）を取得し、予め、記憶部６に記憶しておくことが好ましい。このとき、図２２に示すように、画面中心からの距離ｘが所定の値である点（画素）（例えば、図２２の黒丸点およびグレーの丸点に相当する点）についてのみデータを取得することが好ましい。これにより、記憶部６でのメモリ消費量を少なくすることができる。なお、データの間引き方法（データを記憶・保持させる画素の決定方法）は、上記に限定されることなく、例えば、記憶部６で、撮像画像（撮像素子面に対応）の所定の位置の画素について、色収差に関するデータを記憶・保持しておき、データのない画素（点）については、データのある画素から補間（撮像画像上の位置関係により補間）することで、当該データのない画素（点）の色収差データを求めるようにしてもよい。
【００５１】
また、記憶部６は、光源のスペクトル分布（波長に対する強度分布）のデータを記憶・保持しており、色収差選択部５からの読み出し命令により、光源のスペクトル分布（波長に対する強度分布）のデータを色収差選択部５に出力する。光源のスペクトル分布（波長に対する強度分布）のデータの一例を図２３に示す。図２３において、データＬ１は、光源が太陽光である場合のスペクトル分布のデータであり、データＬ２は、光源がハロゲンランプである場合（ハロゲンランプから照射される光）のスペクトル分布のデータであり、データＬ３は、光源が白熱球ランプである場合（白熱球ランプから照射される光）のスペクトル分布のデータであり、データＬ４は、光源が蛍光灯である場合（蛍光灯から照射される光）のスペクトル分布のデータである。なお、記憶部６は、光源のスペクトル分布のデータに関して、必ずしも、全波長に対するスペクトルデータとして持つ必要はなく、例えば、所定の波長間隔（例えば、５［ｎｍ］間隔）でスペクトルデータ（当該波長に対するスペクトル値のデータ）を持つようにしても良い。このようにすることで、記憶部６でのメモリ消費量を少なくすることができる。また、光源のスペクトル分布（波長に対する強度分布）のデータを、記憶部６ではなく、光源検出部４、色収差選択部５、または、他のメモリ（例えば、ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）としてＲＯＭ）に持たせるようにしてもよい。なお、本実施形態では、光源のスペクトル分布のデータは、記憶部６に記憶されている場合について説明する。
【００５２】
同期発生部８は、現在処理中の画像データが画面上のどの部分であるかを示す画面位置情報を、色収差補間部７に出力する。
色収差補間部７は、記憶部６から出力される色収差に関するデータ（色収差データ）と、レンズ光学系１から出力されるレンズ状態情報と、同期発生部８から主力される画面位置情報と、を入力とし、注目画素における色収差データの補間処理により求める。具体的には、色収差補間部７は、特定の画面位置（撮像画像上の位置情報（あるいは、撮像素子面上の位置情報）に対応。）におけるズレ幅に関する情報より、色収差により発生するズレ幅を求めたい画素位置（撮像画像上の位置情報（あるいは、撮像素子面上の位置情報）に対応。）におけるズレ幅（すなわち、処理対象画素における色収差により発生するズレ幅）を補間処理により求める。そして、色収差補間部は、求めたズレ幅（色収差により発生するズレ幅）を画像データ補間部９に出力する。
【００５３】
画像データ補間部９は、記憶部６の出力である色収差により発生する基準色（Ｇ信号）に対するズレ幅情報（色収差データ）にしたがって、プリプロセス部３の出力（色収差によりズレた位置の信号）よりズレ幅分を戻した位置における画像データ（色収差によるズレが無い場合の信号）を補間（補正）することで色収差補正処理を行う。そして、画像データ補間部９は、色収差補正を行った画像データ（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）を、色収差補正画像データとしてプロセス部１０に出力する。
プロセス部１０は、画像データ補間部９により色収差の補正がなされたＲ，Ｇ，Ｂ信号（色収差補正画像データ）より輝度信号等を算出する。
＜１．２：撮像装置の動作＞
以上のように構成された色収差補正機能付き撮像装置１００の動作について、以下、説明する。
【００５４】
レンズ光学系１により集光された被写体からの光は、撮像部２に入射され、撮像部２によりＲ，Ｇ，Ｂの信号に変換される。撮像部２から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの信号（画像信号）は、プリプロセス部３でゲイン調整（増幅処理）などの前処理を実行され、画像データ補間部９に出力される。
レンズ９０１から、レンズ状態を示す例えばズーム位置などのレンズ状態情報が、色収差選択部５に出力される。
光源検出部４では、撮像装置１００に入射されている光がどのような光源からの光であるかを検出する。具体的には、回折フィルタおよび受光素子を用いて、撮像装置１００に入射されている光のスペクトル分布（光の波長に対する強度分布）データを取得する。なお、ここで、所定の波長間隔（例えば、５［ｎｍ］間隔）で光のスペクトル分布データを取得するようにしてよい。そして、光源検出部４で取得された光のスペクトル分布データは、光源情報として色収差選択部５に出力される。
【００５５】
色収差選択部５では、光源検出部４により取得された光のスペクトル分布データから光源を特定する。これについて、図２４を用いて説明する。
図２４は、光源検出部４で取得された光のスペクトル分布データＳＤ１（実線で示したグラフ）および記憶部６に記憶されている光源が蛍光灯である場合の光（光源）のスペクトルデータＬ４（破線で示したグラフ）を示したスペクトル分布のグラフである。
なお、説明便宜のため、記憶部６には、光源のスペクトル分布（波長に対する強度分布）のデータとして、図２３に示すＬ１〜Ｌ４の４種類の光源データが記憶・保持されているものとする。
色収差選択部５では、記憶部６からＬ１〜Ｌ４の光源のスペクトル分布（波長に対する強度分布）データを読み出し、それぞれ、光源検出部４で取得された光のスペクトル分布データＳＤ１と比較する。この場合、Ｌ４（蛍光灯）の光源のスペクトル分布（波長に対する強度分布）データが、光源検出部４で取得された光のスペクトル分布データＳＤ１と最も近い（類似している）ので、色収差選択部５は、この場合の光源を「蛍光灯」であると特定する。なお、Ｌ１〜Ｌ４の光源のスペクトル分布（波長に対する強度分布）データと、光源検出部４で取得された光のスペクトル分布データＳＤ１との比較方法としては、ピーク値（極大値）をとる波長の一致・不一致を見る方法（例えば、図２４では、データＬ４のピーク値Ｐ１〜Ｐ３とデータＳＤ１でのピーク値がほぼ一致している。）、０レベル（あるいは、所定のレベル以下）である波長帯域の一致・不一致を見る方法や、各波長におけるスペクトル値の２乗誤差値を積分して評価値とし、その評価値により判断する方法等を用いることが好ましい。
【００５６】
なお、以下では、光源が「蛍光灯」である場合の動作について説明する。
このようにして、色収差選択部５は、光源が「蛍光灯」であると判断したので、記憶部６に対して、光源が「蛍光灯」である色収差データを出力するように、制御信号を出力する。
記憶部６では、色収差選択部５からの制御信号に基づいて、光源が「蛍光灯」である場合の色収差データを、色収差補間部７に出力させる。
なお、記憶部６において、レンズ光学系１の全てのレンズ状態における色収差によるズレ幅情報（色収差データ）を保持する必要はなく、特定のレンズ状態のズレ幅情報のみを記憶・保持（設定）しておき、記憶・保持（設定）されていないレンズ状態に対する色収差によるズレ幅は、色収差補間部７により、所定のアルゴリズムを用いて補間処理により算出するようにしてもよい。
【００５７】
また、同様に、記憶部６において、全ての画素に対する色収差によるズレ幅情報（色収差データ）を保持する必要はなく、特定位置のズレ幅情報のみを記憶・保持（設定）しておき、記憶・保持（設定）されていない画素に対する色収差によるズレ幅は、色収差補間部７により所定のアルゴリズムを用いて補間処理により算出するようにしてもよい。
色収差補間部７は、同期発生部８から出力される画面位置情報により、現在処理対象としている画素（注目画素）を特定する。そして、色収差補間部７は、記憶部６から出力されるレンズ状態および画素位置に対応した、光源が「蛍光灯」である色収差データに基づいて、注目画素における色収差により発生する撮像画面上でのズレ幅を求める。
例えば、注目画素の撮像画面上の画素位置をＰｏ（ｘ０，ｙ０）とし、注目画素の色収差により発生する撮像画面上でのズレ幅（以下、これを単に「ズレ幅」ということがある。）をｄ（Ｐｏ）とし、記憶部６から出力される色収差データが、画素Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、画素Ｐ１でのズレ幅ｄ（Ｐ１）、画素Ｐ２（ｘ２，ｙ２）、画素Ｐ２でのズレ幅ｄ（Ｐ２）とし、さらに、注目画素Ｐｏが、撮像画面上において、画素Ｐ１および画素Ｐ２の中心点に存在している場合、注目画素のズレ幅ｄ（Ｐｏ）を、
ｄ（Ｐｏ）＝（ｄ（Ｐ１）＋ｄ（Ｐ２））／２
により求める（線形補間処理により求める）。なお、ここでは、線形補間処理により補間する場合について説明したが、これに限定されることはなく、色収差補間部７において、他の補間処理（例えば、スプライン補間処理、重付補間処理、非線形補間処理等）による補間処理を行うようにしてもよい。
【００５８】
色収差補間部７により、このようにして求められた、光源が「蛍光灯」である場合の色収差により発生するズレ幅に関する情報（色収差データ）は、色収差補間部７から画像データ補間部９に出力される。
画像データ補間部９では、色収差補間部７より出力された色収差によるズレ幅情報（色収差データ）に基づいて、プリプロセス部３の出力である色収差補正前の画像データ（色収差によりズレた位置の信号）より、ズレ幅分を戻した位置における画像データ（色収差によるズレが無い場合の信号）を補間（補正）することで、色収差を補正した画像データを取得する。具体的に、図２５を用いて説明する。
図２５は、色収差補正処理を説明するために、撮像画面を模式的に示した図である。
図２５において、注目画素Ｐｏ（ｘ０，ｙ０）とし、注目画素と画面中心との距離をｘとし、光源が「蛍光灯」である場合のＧ信号を基準としたＲ信号のズレ幅をＡｂｅｒＲ（ｘ）、Ｂ信号のズレ幅をＡｂｅｒＢ（ｘ）としている。
【００５９】
図２５に示すように、光源が「蛍光灯」である場合、画素位置（ｘ０，ｙ０）に本来存在するはずのＲ信号は、画素位置（ｘ０，ｙ０）から距離ＡｂｅｒＲ（ｘ）だけ離れた画素位置（ｘ２，ｙ２）にずれている。同様に、画素位置（ｘ０，ｙ０）に本来存在するはずのＢ信号は、画素位置（ｘ０，ｙ０）から距離ＡｂｅｒＢ（ｘ）だけ離れた画素位置（ｘ１，ｙ１）にずれている。
したがって、この場合、注目画素Ｐｏ（ｘ０，ｙ０）のＲ信号を画素位置（ｘ２，ｙ２）のＲ信号に置換し、そして、注目画素Ｐｏ（ｘ０，ｙ０）のＢ信号を画素位置（ｘ１，ｙ１）のＢ信号に置換することで、注目画素位置Ｐｏ（ｘ０，ｙ０）において、色収差が補正されたＲ、Ｇ、Ｂ信号を取得することができる。
このようにして、画像データ補間部９により色収差補正された画像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ信号）は、プロセス部１０に出力される。
【００６０】
プロセス部１０では、補正後のＲ，Ｇ，Ｂ信号（色収差補正後の画像データ）を用いて輝度信号等の映像信号が取得される。
以上のように、撮像装置１００では、光源情報、レンズ状態、画素位置に対応したレンズ固有の色収差によるズレ幅情報（色収差データ）により、各画素におけるズレ幅分、位相をずらした画像データを画像データ補間部９にて算出し、補間された画像データ（色収差補正された画像データ）を用いて輝度信号等の映像信号を得ることができる。これにより、撮像装置１００では、従来、光源の違いにより補正不足または過補正となり、撮像画像（映像）上で色ずれが現れてしまうといった現象を抑制し、特に、撮像画像（映像）の画面の周辺部で顕著にあらわれる色ズレ、色にじみ、解像度低下といった現象を抑制し、より高画質な映像を得ることができる。
【００６１】
≪第１変形例≫
次に、第１変形例について説明する。
図２に、本実施形態の第１変形例に係る撮像装置１００Ａの概略構成図を示す。
第１変形例に係る撮像装置１００Ａは、第１実施形態に係る撮像装置１００において、記憶部６を記憶部６Ａに置換し、データ登録部１１を追加した構成となっている。これらの点のみが相違し、それ以外は同様である。なお、上記と同様の部分については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
記憶部６Ａは、データ登録部１１からデータを登録することができる構成となっている。この点のみが記憶部６とは相違する。それ以外については、記憶部６と同様であるので、説明を省略する。
【００６２】
データ登録部１１は、所定の光源についての色収差データを外部から記憶部６に登録することができる。光源は、無限に存在するため、全ての光源（から照射される光）の色収差データを記憶部６Ａ（記憶部６）に記憶・保持しておくことは現実的ではない。上記第１実施形態では、光源Ｌ１（太陽光）、Ｌ２（ハロゲンランプ）、Ｌ３（白熱球ランプ）、Ｌ４（蛍光灯）の４種類の光源についての色収差データを、記憶部６に記憶・保持している場合について説明した。しかし、これだけでは十分ではない場合もあり、さらに、新たな光源（照明装置）が開発された場合、撮像装置１００では、適切な色収差補正ができない場合が発生しうる。
そこで、データ登録部１１から、所定の光源についての色収差データを外部から記憶部６に登録させることで、記憶部６Ａに記憶・保持されていない光源に対しても適切に色収差補正を行うことができるようになる。
【００６３】
なお、データ登録部１１を、例えば、インターネット等の電気通信回線（ネットワーク）に接続できるようにし、撮像装置１００Ａの製造メーカのホームページにアップロードされた光源別色収差データ（所定の光源についての色収差データ）を、データ登録部１１がダウンロードし、記憶部６Ａに当該光源別色収差データ（所定の光源についての色収差データ）を追加記憶させるようにしてもよい。なお、追加記憶する光源別色収差データ（所定の光源についての色収差データ）は、記憶部６Ａに記憶されているデータと同一形式であることが好ましい。また、追加記憶する光源別色収差データ（所定の光源についての色収差データ）は、レンズ光学系１のズーム値、レンズ光学系１のフォーカス位置をパラメータとする多次元データとすることが好ましい。
≪第２変形例≫
次に、第２変形例について説明する。
【００６４】
図３に、本実施形態の第２変形例に係る撮像装置１００Ｂの概略構成図を示す。
第２変形例に係る撮像装置１００Ｂは、第１実施形態に係る撮像装置１００において、記憶部６を記憶部６Ｂに置換し、光源データ選択部１２を追加した構成となっている。これらの点のみが相違し、それ以外は同様である。なお、上記と同様の部分については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
記憶部６Ｂは、光源データ選択部１２からの指示により光源別色収差データ（所定の光源についての色収差データ）を選択し、選択された光源についての色収差データを、色収差補間部７に出力する。
光源データ選択部１２は、記憶部６Ｂに記憶・保持されている光源別色収差データ（所定の光源についての色収差データ）をユーザに選択させ、ユーザが選択した光源別色収差データ（所定の光源についての色収差データ）を記憶部６Ｂに選択させる。
【００６５】
特に、プロのカメラマンが使用する撮像装置においては、光源データ選択部１２により、ユーザ（プロのカメラマン）に光源別色収差データ（所定の光源についての色収差データ）を選択させることで、効率良く撮影を行うことができる。
なお、第１変形例および第２変形例を組み合わせて実施してもよい。
［他の実施形態］
上記実施形態において、記憶部６において、Ｌ１〜Ｌ４の４種類の光源別色収差データが記憶・保持されている場合について説明したが、これに限定されることはなく、もっと多くの光源別色収差データを、記憶部６に記憶させるようにしてもよい。
上記実施形態で説明した色収差補正機能付き撮像装置において、各ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように１チップ化されても良い。
【００６６】
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアにより実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。なお、上記実施形態に係る撮像装置をハードウェアにより実現する場合、各処理を行うためのタイミング調整を行う必要があるのは言うまでもない。上記実施形態においては、説明便宜のため、実際のハードウェア設計で生じる各種信号のタイミング調整の詳細については省略している。
【００６７】
なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る色収差補正機能付き撮像装置、色収差補正方法、プログラムおよび集積回路は、光源を考慮した色収差補正処理を行うことで、適切な色収差補正を実現することができるので、映像機器関連産業分野において、有用であり、本発明は、当該分野において実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像装置１００の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１実施形態の第１変形例に係る撮像装置１００の構成を示すブロック図
【図３】本発明の第１実施形態の第２変形例に係る撮像装置１００の構成を示すブロック図
【図４】標準光Ｄ６５の分光分布
【図５】標準光Ａの分光分布
【図６】色分解プリズムの分光特性
【図７】標準光Ｄ６５が、図６の特性を有する色分解プリズムを通過する場合の波長に対する強度分布
【図８】標準光Ａが、図６の特性を有する色分解プリズムを通過する場合の波長に対する強度分布
【図９】あるレンズの収差量特性
【図１０】光源Ｄ６５のＲ信号の中心のズレ幅を説明するための図
【図１１】光源ＡのＲ信号の中心のズレ幅を説明するための図
【図１２】光源Ｄ６５のＲ信号のズレ幅に対する重み
【図１３】光源ＡのＲ信号のズレ幅に対する重み
【図１４】白熱ランプの分光分布
【図１５】電球色蛍光ランプの分光分布
【図１６】白熱ランプからの照射光が、図６の特性を有する色分解プリズムを通過する場合の波長に対する強度分布
【図１７】電球色蛍光ランプからの照射光が、図６の特性を有する色分解プリズムを通過する場合の波長に対する強度分布
【図１８】白熱ランプのＲ信号の中心のズレ幅を説明するための図
【図１９】電球色蛍光のＲ信号の中心のズレ幅を説明するための図
【図２０】白熱ランプのＲ信号のズレ幅に対する重み
【図２１】電球色蛍光のＲ信号のズレ幅に対する重み
【図２２】光源Ｌ、レンズのズーム値α、レンズ光学系１フォーカス位置βの場合のＧ信号を基準として、画面中心（撮像画像の画面中心）からの距離ｘの画素の場合のＲ信号およびＢ信号のズレ幅ＡｂｅｒＲ（ｘ）およびＡｂｅｒＢ（ｘ）の一例を示す図
【図２３】光源のスペクトル分布（波長に対する強度分布）のデータの一例を示す図
【図２４】光源のスペクトル分布（波長に対する強度分布）のデータの一例を示す図
【図２５】色収差補正処理を説明するための撮像画面の模式図
【図２６】従来の技術の実施例における色収差補間回路（撮像装置９００）の構成を示すブロック図
【図２７】従来の技術の実施例における色収差補間回路（撮像装置９００Ａ）の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００７０】
１００、１００Ａ、１００Ｂ  色収差補正機能付き撮像装置
１  レンズ光学系
２  撮像部
３  プリプロセス部
４  光源検出部
５  色収差選択部
６、６Ａ、６Ｂ  記憶部
７  色収差補間部
８  同期発生部
９  画像データ補間回路
１０  プロセス回路
１１  データ登録部
１２  光源データ選択部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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