(57)【要約】【課題】電子先幕により生じ得る画像の輝度ムラを良好に補正可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、被写体光を集光する光学系と、電子先幕機能を有し、被写体光を受光して画像信号を生成する撮像素子と、光学系の射出瞳距離と、射出瞳距離の補正量とを記憶する記憶手段と、光学系を介して撮像素子へ到達する被写体光を遮断可能なメカニカルシャッターと、記憶手段から光学系の射出瞳距離と射出瞳距離の補正量とを取得し、取得した光学系の射出瞳距離と射出瞳距離の補正量とを用いて、補正した射出瞳距離を求め、補正した射出瞳距離に基づいて画像信号の輝度ムラを補正する補正手段と、を備える。【選択図】図１
2011217368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を集光する光学系と、
電子先幕機能を有し、前記被写体光を受光して画像信号を生成する撮像素子と、
前記光学系の射出瞳距離と、射出瞳距離の補正量とを記憶する記憶手段と、
前記光学系を介して前記撮像素子へ到達する被写体光を遮断可能なメカニカルシャッターと、
前記記憶手段から前記光学系の射出瞳距離と前記射出瞳距離の補正量とを取得し、前記取得した光学系の射出瞳距離と射出瞳距離の補正量とを用いて、補正した射出瞳距離を求め、前記補正した射出瞳距離に基づいて画像信号の輝度ムラを補正する補正手段と、
を備える、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記射出瞳距離の補正量は、前記撮像素子における像高に応じて非線形に変化する補正量である、ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記射出瞳距離の補正量は、前記光学系の口径食に応じて非線形に変化する補正量である、ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光学系の射出瞳距離は、光学系の射出瞳距離の逆数を用いて表現した値である、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記補正手段は、画像信号の輝度ムラを補正するために前記撮像素子の電子先幕のリセットタイミングを制御する、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記補正手段は、画像信号の輝度ムラを補正するために前記画像信号の画素のゲインを制御する、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記光学系が交換可能なレンズ交換式の撮像装置である、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
交換レンズが装着可能なカメラ本体であって、
電子先幕機能を有し、交換レンズの光学系を介して受光した被写体光から画像信号を生成する撮像素子と、
前記光学系を介して前記撮像素子へ到達する被写体光を遮光可能なメカニカルシャッターと、
前記交換レンズから、交換レンズの光学系の射出瞳距離と前記射出瞳距離の補正量とを受信する通信手段と、
前記受信した光学系の射出瞳距離と射出瞳距離の補正量とを用いて、補正した射出瞳距離を求め、前記補正した射出瞳距離に基づいて前記画像信号の輝度ムラを補正する補正手段と、を備える、
ことを特徴とするカメラ本体。
【請求項９】
前記射出瞳距離の補正量は、前記撮像素子における像高に応じて非線形に変化する補正量である、ことを特徴とする請求項８記載のカメラ本体。
【請求項１０】
前記射出瞳距離の補正量は、前記光学系の口径食に応じて非線形に変化する補正量である、ことを特徴とする請求項８記載のカメラ本体。
【請求項１１】
前記光学系の射出瞳距離は、光学系の射出瞳距離の逆数を用いて表現した値である、ことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載のカメラ本体。
【請求項１２】
前記補正手段は、画像信号の輝度ムラを補正するために前記撮像素子の電子先幕のリセットタイミングを制御する、
ことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載のカメラ本体。
【請求項１３】
前記補正手段は、画像信号の輝度ムラを補正するために前記画像信号の画素のゲインを制御する、
ことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載のカメラ本体。
【請求項１４】
カメラ本体に装着可能な交換レンズであって、
被写体光を集光する光学系と、
前記光学系の射出瞳距離と前記射出瞳距離の補正量とを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記光学系の射出瞳距離と前記射出瞳距離の補正量とを前記カメラ本体に送信可能な通信手段と、を備えた、
ことを特徴とする交換レンズ。
【請求項１５】
前記射出瞳距離の補正量は、撮像素子における像高に応じて非線形に変化する補正量である、ことを特徴とする請求項１４記載の交換レンズ。
【請求項１６】
前記射出瞳距離の補正量は、前記光学系の口径食に応じて非線形に変化する補正量である、ことを特徴とする請求項１４記載の交換レンズ。
【請求項１７】
前記光学系の射出瞳距離は、光学系の射出瞳距離の逆数を用いて表現した値である、ことを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれかに記載の交換レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子により光学的な被写体像から画像データを生成する撮像装置であって、特に、シャッター手段として電子先幕を採用する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子の電荷をラインごとにリセットすることによって、メカニカルシャッターの先幕と同様の機能を実現することができる。このような露光制御は「電子先幕」とよばれることがある。この場合、露光のために、メカニカルシャッターにおいては後幕のみを動作させる。露光時間は、撮像素子の電荷をラインごとにリセットしてからメカニカルシャッターの後幕が走行するまでの時間によって決定される。したがって、メカニカルシャッターの後幕の走行特性に合わせて、撮像素子の電荷をラインごとにリセットするタイミングを決定すれば、全てのラインにおいて露光時間を一定に保つことができる。
【０００３】
メカニカルシャッターと撮像素子は、光軸方向に離れて配置される。よって、光学系の焦点距離や射出瞳距離等の影響によって、メカニカルシャッターの後幕による撮像素子上の遮光位置は変化する。このため、全てのラインについて、メカニカルシャッターの特性に合わせて電子先幕のリセット特性を一定にした場合、撮像素子の領域によって露光量のムラが発生する。
【０００４】
特許文献１に記載の撮像装置は、撮像素子のライン毎に電荷をリセットしてから、各ライン上をメカニカルシャッターの後幕が走行するまでの時間を、撮像素子の領域によって異なるように制御する。これによって、撮像素子の領域による露光量のムラを低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−５３７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の撮像装置では、光学系の焦点距離、射出瞳距離、絞り値、フォーカス位置等に基づいて、電子先幕の走査カーブパターンが決定されている。しかし、射出瞳距離は、撮影される条件や、撮像素子における像高によって変化する場合がある。また、輝度ムラは口径食によっても生じ得るが、特許文献１は口径食の影響は考慮していない。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決し、電子先幕により生じ得る画像の輝度ムラを良好に補正することができる撮像装置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】
【０００８】
本発明に係る撮像装置は、
被写体光を集光する光学系と、電子先幕機能を有し、被写体光を受光して画像信号を生成する撮像素子と、光学系の射出瞳距離と、射出瞳距離の補正量とを記憶する記憶手段と、光学系を介して撮像素子へ到達する被写体光を遮断可能なメカニカルシャッターと、記憶手段から光学系の射出瞳距離と射出瞳距離の補正量とを取得し、取得した光学系の射出瞳距離と射出瞳距離の補正量とを用いて、補正した射出瞳距離を求め、補正した射出瞳距離に基づいて画像信号の輝度ムラを補正する補正手段と、を備える。
【０００９】
本発明に係るカメラ本体は、交換レンズが装着可能なカメラ本体であって、電子先幕機能を有し、交換レンズの光学系を介して受光した被写体光から画像信号を生成する撮像素子と、光学系を介して撮像素子へ到達する被写体光を遮光可能なメカニカルシャッターと、交換レンズから、交換レンズの光学系の射出瞳距離と射出瞳距離の補正量とを受信する通信手段と、取得した光学系の射出瞳距離と射出瞳距離の補正量とを用いて、補正した射出瞳距離を求め、補正した射出瞳距離に基づいて画像信号の輝度ムラを補正する補正手段とを備える。
【００１０】
本発明に係る交換レンズは、カメラ本体に装着可能な交換レンズであって、被写体光を集光する光学系と、光学系の射出瞳距離と射出瞳距離の補正量とを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された光学系の射出瞳距離と射出瞳距離の補正量とをカメラ本体に送信可能な通信部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の撮像装置は、光学系の射出瞳距離を像高または口径食による影響を考慮して補正し、補正後の射出瞳距離を用いて輝度ムラを補正するので、電子先幕により生じ得る画像の輝度ムラを良好に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る撮像装置の構成図
【図２】射出瞳距離を説明するための図
【図３】撮像素子における像高を説明するための図
【図４】像高による輝度ムラへの影響を説明するための図
【図５】像高と入射角との関係を示すグラフ
【図６】口径食を説明するための図
【図７】口径食の影響を説明するための図
【図８】絞り値、像高と入射角との関係を示すグラフ
【図９】像高による射出瞳距離の補正量を説明するための図
【図１０】ズームレンズ位置とフォーカスレンズ位置の組み合わせと補正用データの関連づけを説明した図
【図１１】輝度ムラ補正を説明するための図
【図１２】画像の代表点を説明するための図
【図１３】実施の形態１の撮像装置のカメラ本体制御部における、輝度ムラ補正動作に関する構成を示す図
【図１４】補正された電子先幕及びメカニカルシャッターの後幕の動作タイミングを説明した図
【図１５】実施の形態２の撮像装置のカメラ本体制御部における、輝度ムラ補正動作に関する構成を示す図
【図１６】実施の形態３の撮像装置のカメラ本体制御部における、輝度ムラ補正動作に関する構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１
１．構成
図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の構成図である。撮像装置は、交換レンズ１００とカメラ本体２００とから構成される。交換レンズ１００は、カメラ本体２００における所定の位置に装着することができる。交換レンズ１００がカメラ本体２００に装着されると、交換レンズ１００とカメラ本体２００とは、電気的に通信することができるようになる。
【００１４】
１−１．交換レンズ
交換レンズ１００は、対物レンズ１０１、絞りユニット１０３、ズームレンズ１０２、フォーカスレンズ１０４、交換レンズ制御部１０５、通信部１０６、及び記憶部１０７を備える。
【００１５】
交換レンズ制御部１０５は、ＣＰＵと交換レンズ１００内の各部を制御する制御回路とを一体化したＬＳＩである。交換レンズ制御部１０５は、カメラ本体から出力された基準信号に同期して、通信部１０６を介してカメラ本体制御部２０３から出力された動作要求に基づいて、絞りユニット１０３、ズームレンズ１０２、及びフォーカスレンズ１０４を駆動することができる。絞りユニット１０３、ズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０４のそれぞれに対して、それぞれを駆動させるためのアクチュエータが設けられているが、図１では、図示を省略している。
【００１６】
交換レンズ制御部１０５は、カメラ本体から出力された動作要求に基づいて、絞りユニット１０３の絞り値を変化させることができる。交換レンズ制御部１０５は、カメラ本体２００から出力された動作要求に基づいて、ズームレンズ１０２を光軸Ｌ方向に進退させることができる。これによって、対物レンズ１０１、絞りユニット１０３、ズームレンズ１０２、フォーカスレンズ１０４からなる光学系１１０の焦点距離を変化させることができる。交換レンズ制御部１０５は、フォーカスレンズ１０４を光軸Ｌ方向に進退させることができる。これによって、被写体像を撮像素子２０２に合焦させることができる。
【００１７】
記憶部１０７は、交換レンズ制御部１０５を動作させるためのプログラムと交換レンズ１００に固有の情報とを格納している。記憶部１０７は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリによって構成することができる。
【００１８】
１−２．カメラ本体
カメラ本体２００は、通信部２０１、撮像素子２０２、カメラ本体制御部２０３、メカニカルシャッター２２０、及び液晶モニター２１０を備える。カメラ本体２００はさらに、ユーザが撮影動作を指示するためのレリーズボタンや、撮影動作によって得られた画像データを記憶するメモリカード等の記憶媒体等も備えるが、これらについては、図１において図示を省略している。
【００１９】
カメラ本体制御部２０３は、ＣＰＵとカメラ本体２００内の各部を制御する制御回路と各種信号処理を行なう信号処理回路とを一体化したＬＳＩである。カメラ本体制御部２０３は、カメラ本体２００内の各部を制御するとともに、交換レンズ１００の通信部１０６及びカメラ本体２００の通信部２０１を介して、交換レンズ制御部１０５に対して動作要求を出力する。カメラ本体制御部２０３は、通信部２０１及び通信部１０６を介して、記憶部１０７に記憶された交換レンズ１００に固有の情報を取得することができる。
【００２０】
カメラ本体制御部２０３は、撮像素子２０２に垂直同期信号を出力するとともに、撮像素子２０２の動作を制御することができる。カメラ本体制御部２０３は、撮像素子２０２の電荷をラインごとにリセットすることができ、これにより、撮像素子２０２に対して電子先幕動作を実行させることができる。カメラ本体制御部２０３は、メカニカルシャッター２２０の動作を制御することができる。カメラ本体制御部２０３は、メカニカルシャッター２２０の先幕２２１と後幕２２２とを独立に駆動できる。したがって、カメラ本体制御部２０３は、メカニカルシャッター２２０の先幕２２１を走行させてから、撮像素子２０２に対して電子先幕動作を実行させ、しかる後にメカニカルシャッター２２０の後幕２２２を走行させることによって、撮像素子２０２を露光させることができる。なお、電子先幕動作によって撮影を行う場合、先幕２２１の走行後のメカニカルシャッター２２０が開放した状態にあればよく、撮影動作の都度、メカニカルシャッター２２０の先幕２２１を走行させる必要はない。また、カメラ本体２００は、先幕２２１と後幕２２２を備えたメカニカルシャッター２２０を採用しており、メカニカルシャッター２２０の先幕２２１と後幕２２２を組み合わせた通常の撮影動作も可能である。
【００２１】
また、メカニカルシャッター２２０は、先幕を有しない、いわゆる、一幕シャッターであっても構わない。その場合、予め先幕を走行させる必要がないことは、いうまでもない。
【００２２】
カメラ本体制御部２０３は、撮像素子２０２から出力された画像信号に対して各種信号処理を行ない、画像データを生成することができる。その際、カメラ本体制御部２０３は、記憶部１０７から取得した交換レンズ１００に固有の情報を使用することができる。カメラ本体制御部２０３は、各種信号処理によって得られた画像データに基づく画像を液晶モニター２１０に表示させることができる。カメラ本体制御部２０３は、撮像素子２０２から出力された画像信号がレリーズボタンによる撮影指示に基づいて出力された画像信号である場合は、各種信号処理によって得られた画像データに圧縮処理を施してメモリカード等の記憶媒体に記憶させる。
【００２３】
撮像素子２０２は、交換レンズ１００を介して入射する光学的な被写体像を画像信号に変換して出力することができる。撮像素子２０２は、ＣＭＯＳイメージセンサー等によって構成することができる。なお、撮像素子２０２の撮像面側には、塵埃を除去する超音波フィルターや入射光の高周波成分を除去する光学的ローパスフィルターが配されることがあるが、これらは図１においては省略している。
【００２４】
液晶モニター２１０は、カメラ本体制御部２０３によって生成された画像データに基づく画像を表示することができる。なお、液晶モニター２１０は、有機ＥＬモニターのような、液晶パネル以外の表示デバイスで構成される表示装置であっても構わない。
【００２５】
２．動作
２−１．射出瞳距離
図２を用いて射出瞳距離を説明する。図２において、Ｌは光軸を示し、Ａは絞りユニット１０３の位置を示し、ＭＳはメカニカルシャッター２２０の位置を示し、ＩＳは撮像素子２０２の撮像面を示す。θは、撮像面ＩＳに対する被写体光の入射角である。
【００２６】
図３は、撮像素子２０２の像高を説明するための図である。像高ｘは、撮像面ＩＳにおける光軸Ｌ（正確には、撮像面ＩＳと光軸Ｌとの交点０）からの距離として与えられる。例えば、撮像面ＩＳの長辺側の終端部の中央部において、像高ｘは約０．６となり、撮像面ＩＳの頂点において像高ｘは１．０となる。像高ｘは撮像面ＩＳにおける光軸Ｌからの距離に応じた値であるから、交点Ｏを中心とした同心円状にその値が変化するとともに、負の値をとることはない。なお、図３は、撮像素子２０２（すなわち撮像面ＩＳ）のアスペクト比が３：４の場合を示している。撮像素子２０２のアスペクト比が異なれば、上記の数値も異なったものとなる。
【００２７】
像高をｘとし、撮像面ＩＳに対する被写体光の入射角をθとすると、射出瞳距離は、式（１）によって与えられる。
射出瞳距離＝ｘ／ｔａｎθ  ・・・（１）
すなわち、射出瞳距離は、像高ｘと入射角θの関数によって表わされる。
【００２８】
２−２．像高
図４は、電子先幕において生じ得る輝度ムラに対する像高の影響を説明するための図である。像高ｘ１における入射角をθ１、像高ｘ２における入射角をθ２とし、ｘ１＞ｘ２とすると、θ１＞θ２である。メカニカルシャッター２２０の位置ＭＳから撮像面ＩＳまでの距離をＤとし、メカニカルシャッター２２０の位置ＭＳにおける入射角θ１、θ２に対応する距離をそれぞれｌ１、ｌ２とすると、ｌ１、ｌ２は次式で得られる。
ｌ１＝Ｄ×ｔａｎθ１  ・・・（２ａ）
ｌ２＝Ｄ×ｔａｎθ２  ・・・（２ｂ）
したがって、ｌ１＞ｌ２となる。つまり、ある像高に結像する光束が通過するメカニカルシャッター２２０の位置ＭＳでの領域は、像高に応じて変化する。具体的には、像高がより高いほど、その像高に結像する光束が通過するメカニカルシャッター２２０の位置ＭＳでの領域は大きくなる。つまり、撮像面ＩＳにおいて像高ｘの大きい位置では、露光時間を相対的に短くしなければ、露光量が相対的に多くなってしまう。逆に、撮像面ＩＳにおいて像高ｘの小さい位置は、露光時間を相対的に長くしなければ、露光量が相対的に少なくなってしまう。
【００２９】
ところが、撮像素子２０２は、ラインごとにしか電荷をリセットすることができない。一方、同一のラインには像高ｘの異なる複数の画素が存在する。例えば、図３において撮像面ＩＳの最も長辺側の端のライン上の画素は、０．６から１．０の像高をとり得る。しかし、撮像素子２０２はラインごとに電荷をリセットし、メカニカルシャッター２２０の後幕２２２は、上から下に走行して、撮像素子２０２のラインごとに被写体光を遮光していく。よって、同一のライン上に像高０．６から１．０の画素が存在していても、射出瞳距離が同じであれば、撮像素子２０２の水平方向の輝度ムラは発生しない。しかし、撮像素子２０２の垂直方向についてはレンズの特性に合わせて、撮像素子２０２の画素ごとのリセット制御か、カメラ本体制御部２０３による画像データの輝度ムラ補正が必要になる。
【００３０】
ここで、像高ｘと入射角θの関係を検討する。図５に、像高と入射角との関係を示す。実線は、非球面レンズを含まない光学系における像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）の関係を示す。破線は、非球面レンズを含む光学系における像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）の関係を示す。非球面レンズを含まない光学系（実線）においては、像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）は一般に線形関係にある。一方、非球面レンズを含む光学系（破線）においては、一定の像高まで像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）は線形関係にあるものの、一定の像高を超えると線形関係は維持されない場合がある。像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）が線形関係にない場合、同一のラインにおいても、射出瞳距離が異なる、すなわち、撮像素子２０２の横方向においても輝度ムラが発生することになる。
【００３１】
そこで、本実施形態では、交換レンズ１００の記憶部１０７に、交換レンズ１００の射出瞳距離と、像高ｘに応じた射出瞳距離の補正量とを格納している。カメラ本体制御部２０３は、通信部２０１及び通信部１０６を介して、記憶部１０７に記憶された交換レンズ１００の射出瞳距離と、像高ｘに応じた射出瞳距離の補正量とを取得し、これらの情報を用いて画像データの垂直方向の輝度ムラ補正を行う。この輝度ムラ補正処理の詳細については後述する。
【００３２】
２−３．口径食
光学系を内包する鏡筒の構造物によって不可避的なケラレが発生する場合がある。このような現象を口径食とよぶ。図６は、口径食を説明するための図である。図６において、鏡筒の構造物ＯＢによって入射光の一部がけられる。また、絞りユニット１０３よりも撮像素子側２０２側にあるレンズ、例えば、図１におけるズームレンズ１０２やフォーカスレンズ１０４の縁で、入射光の一部がけられる場合もある。
【００３３】
図７は、口径食の影響を説明するための図である。図７（ａ）は被写体を示し、図７（ｂ）は撮像面ＩＳに結像した被写体像を示す。図７（ｂ）の斜線を付した部分は、口径食により撮像面ＩＳに結像されなかった被写体像の部分を示したものである。被写体は、九つの真円であるが、撮像面ＩＳに結像した被写体像においては、図７（ｂ）のように、斜線を付した部分が欠けたり、その部分の輝度が低下したりする。
【００３４】
図６から明らかなように、口径食が発生するか否か、また、口径食がどの程度発生するかは、絞りユニット１０３の絞り値に依存する。また、口径食は、光軸Ｌを中心とする同心円状に発生するから、口径食が発生するか否か、また、口径食がどの程度発生するかは、像高ｘにも依存する。
【００３５】
図８は、絞り値と、像高と、入射角との関係を示すグラフである。図８（ａ）は、像高が大きい位置における絞り値Ｆと入射角θ（ｔａｎθ）との関係を示すグラフである。像高が小さい位置においては、そもそも口径食の影響を受けない。図８（ａ）において、実線は、口径食が発生しない光学系における絞り値Ｆと入射角θ（ｔａｎθ）との関係を示す。破線は、口径食が発生する光学系における絞り値Ｆと入射角θ（ｔａｎθ）との関係を示す。口径食が発生しない光学系においては、絞り値Ｆによって、入射角θ（ｔａｎθ）は変化しない。一方、口径食が発生する光学系（破線）においては、一定の絞り値まで入射角θ（ｔａｎθ）は変化しないものの、絞り値Ｆが一定の絞り値よりも小さくなると、入射角θ（ｔａｎθ）も小さくなる。
【００３６】
図８（ｂ）は、像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）との関係を示すグラフである。像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）との関係は、図５に示した非球面レンズを含む光学系の場合と、図８（ｂ）に示す口径食が発生する光学系の場合とが問題になる。図８（ｂ）においても、実線は、口径食が発生しない光学系における像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）との関係を示し、破線は、口径食が発生する光学系における像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）との関係を示す。口径食が発生しない光学系（実線）においては、像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）は線形関係にある。一方、口径食が発生する光学系（破線）においては、一定の像高まで像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）は線形関係にあるものの、一定の像高を超えると線形関係は維持されない。さらに、像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）の線形関係からのズレの程度は、絞り値Ｆによって異なる。すなわち、絞り値Ｆが小さいほど、線形関係からのズレがより大きく、絞り値Ｆが大きいほど、線形関係からのズレがより小さくなる。
【００３７】
そこで、本実施形態では、交換レンズ１００の記憶部１０７に交換レンズ１００の射出瞳距離と、口径食に応じた射出瞳距離の補正量とを格納する。カメラ本体制御部２０３は、通信部２０１及び通信部１０６を介して、記憶部１０７に記憶された交換レンズ１００の射出瞳距離と、口径食に応じた射出瞳距離の補正量とを取得し、画像データの輝度ムラ補正を行う。この輝度ムラ補正の詳細については後述する。
【００３８】
２−４．射出瞳距離の補正用データ
前述のように、像高及び口径食を考慮した輝度ムラ補正を可能とするため、交換レンズ１００の記憶部１０７には、以下に示す補正用データが格納される。
（１）像高０における光学系の射出瞳距離
（２）像高による射出瞳距離の補正量
（３）口径食による射出瞳距離の補正量
（４）上記項目（２）の補正量を適用すべき像高、または上記項目（３）の補正量を適用すべき絞り値及び像高
【００３９】
（１）像高０における光学系の射出瞳距離
記憶部１０７は、像高０（交点Ｏ）における光学系の射出瞳距離（以下「基準射出瞳距離」という。）を格納する。このとき、記憶部１０７は、射出瞳距離を示す情報として、射出瞳距離の逆数に一定の係数を乗じた値を格納する。これにより必要なビット数を低減できる。また、予め射出瞳距離の逆数を記憶部１０７に格納しておくことで、射出瞳距離の情報を用いた後の処理において演算処理が容易となる。なお、本実施形態では、基準射出瞳距離として、像高０における光学系の射出瞳距離を用いたが、他の像高の光学系の射出瞳距離を基準射出瞳距離として用いてもよい。例えば、像高０．６の光学系の射出瞳距離を基準射出瞳距離として用いてもよい。
【００４０】
（２）像高による射出瞳距離の補正量
図５に示したように、非球面レンズを含む光学系においては、一定の像高まで像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）は線形関係にあるものの、一定の像高を超えると線形関係は維持されないことがある（図５の破線参照）。そこで、基準射出瞳距離を像高に応じて補正するための補正量（以下「像高補正量」という。）を記憶部１０７に格納する。像高補正量は、撮像素子における像高に応じて非線形に変化する補正量であり、その表現形式は、基準射出瞳距離の表現形式と同一にする。つまり、像高補正量は、射出瞳距離ｙの逆数の値を用いて表現した値となる。像高補正量をこのように表すことによって、後の補正演算が容易になる。
【００４１】
図９は、像高補正量を説明するための図である。メカニカルシャッター２２０の位置ＭＳから撮像面ＩＳまでの距離（射出瞳距離）をＤとし、撮像面ＩＳの高さの２分の１をＨとする。また、射出瞳距離をｙとし、メカニカルシャッター２２０の位置ＭＳにおける、撮像面ＩＳの入射角θに対応する距離をｌとする。そうすると、ｙ：Ｈ＝（ｙ−Ｄ）：（Ｈ−ｌ）の関係が成り立つため、距離ｌは次のように求まる。
ｌ＝（Ｈ・Ｄ）／ｙ        （３）
【００４２】
この距離ｌの値が、通常の撮影における、電子先幕を使用した場合と、メカニカルシャッター２２０の先幕を使用した場合とのスリット差になる。このスリット差ｌに基づき、輝度ムラを低減するため、電子先幕の動作タイミングが補正される（詳細は後述）。式（３）に示すように、スリット差ｌの値は、射出瞳距離ｙの逆数に比例する。このため、射出瞳距離に関する情報や射出瞳距離の補正量に関する情報は、射出瞳距離ｙの逆数を用いて表すようにしている。これにより、これらの情報を用いた演算が簡単になる。
【００４３】
（３）口径食による射出瞳距離の補正量
図８（ａ）に示したように、口径食が発生する光学系においては、一定の絞り値まで入射角θ（ｔａｎθ）は、変化しないものの、絞り値Ｆが一定の絞り値よりも小さくなると、入射角θ（ｔａｎθ）も小さくなる（図８（ａ）の破線参照）。また、図８（ｂ）に示したように、口径食が発生する光学系においては、一定の像高まで像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）は線形関係にあるものの、一定の像高を超えると線形関係は維持されない（図８（ｂ）の破線参照）。また、図８（ａ）に示すように、口径食が発生する光学系において、像高ｘと入射角θ（ｔａｎθ）の線形関係からのズレは、絞り値Ｆによって異なる。そこで、基準射出瞳距離を口径食に応じて補正するための補正量（以下「口径食補正量」という。）を記憶部１０７に格納する。口径食補正量は、光学系の口径食に応じて非線形に変化する補正量であり、その表現形式は基準射出瞳距離の表現形式と同一にする。口径食補正量は、像高補正量に対応して提供される。また、口径食補正量は、絞りユニット１０３の開放絞り値に対する差分である開放係数で表すことができる。
【００４４】
（４）像高補正量を適用すべき像高、口径食補正量を適用すべき絞り値及び像高
像高補正量を適用すべき像高及び／または口径食補正量を適用すべき絞り値及び像高を記憶部１０７に格納してもよい。図５に示したように、非球面レンズを含む光学系においては、一定の像高まで像高ｘと入射角θは線形関係にあるものの、一定の像高を超えると線形関係は維持されない（図５の破線参照）。したがって、一定の像高までは、像高補正量は不要である。そこで、一定の像高までの範囲については、像高補正量として０を格納する代わりに、項目（２）の補正量を適用すべき、像高の範囲の閾値、すなわち一定の像高の値を格納するようにしてもよい。これによって、記憶部１０７に記憶させるべきデータ量を削減することができる。
【００４５】
また、図８（ａ）に示したように、口径食が発生する光学系においては、一定の絞り値まで入射角θは変化しないものの、絞り値Ｆが一定の絞り値よりも小さくなると、入射角θも小さくなる。そこで、一定の絞り値までの範囲については、口径食補正量として０を格納する代わりに、口径食補正量を適用すべき、絞り値の範囲の閾値、すなわち、一定の絞り値の値を格納してもよい。また、像高が小さい位置においては、そもそも口径食の影響を受けないので、口径食の影響を受け始める像高の値（閾値）を記憶部１０７に格納してもよい。これによっても、記憶部１０７に記憶させるべきデータ量を削減することができる。
【００４６】
なお、以上の説明において、像高補正量の表現形式は基準射出瞳距離の表現形式と同一にし、口径食補正量は、絞りユニット１０３の開放絞り値との差分である開放係数とすることができることを説明した。すなわち、基準射出瞳距離に対して像高補正量を加算することで、像高に応じて射出瞳距離を補正することができる。また、基準像射出瞳距離に対して口径食補正量を乗算することで、口径食に応じて射出瞳距離を補正することができる。なお、像高補正量を基準射出瞳距離に乗算してもよい。また、口径食補正量を基準射出瞳距離に加算してもよい。記憶部１０７に格納される、像高補正量と口径食補正量の表現形式は任意の形式でよい。
【００４７】
図１に示したように、本実施形態の撮像装置では、交換レンズ１００において、ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０４は、絞りユニット１０３よりも撮像素子２０２側に位置する。ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０４は光軸Ｌ方向に進退するので、ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０４の位置が射出瞳距離に影響する。そこで、前述の項目（１）〜（４）の補正用データは、ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０４の位置に関連づけて記憶部１０７に格納する必要がある。図１０は、ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０４の位置に関連づけて記憶部１０７に格納されるデータを説明するための図である。ズームレンズ１０２の位置とフォーカスレンズ１０４の位置による二次元のテーブルを作成し、ズームレンズ１０２の位置とフォーカスレンズ１０４の位置の組み合わせと関連づけて前述の項目（１）から（４）の補正用データを記憶させる。ズームレンズ１０２の位置とフォーカスレンズ１０４の位置の全ての組み合わせに前述の項目（１）から（４）の補正用データを関連づけて格納するようにすると、記憶部１０７に格納されるデータのデータ量が大きくなる。よって、代表的なレンズ位置についてのみ、例えば、図１０において黒丸によって示したレンズ位置の組み合わせについてのみ前述の項目（１）から（４）の補正用データを関連づけて格納するようにする。その場合、代表的なレンズ位置以外のズームレンズ１０２の位置とフォーカスレンズ１０４の位置の組み合わせに関する項目（１）から（４）の補正用データは、代表的なレンズ位置から補間によって求めることができる。
【００４８】
なお、ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０４のいずれか一方が絞りユニット１０３よりも被写体側に存在する場合は、図１０のテーブルは、絞りユニット１０３よりも撮像素子２０２側に存在するレンズの位置のみを含む一次元のテーブルになる。また、ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０４のいずれもが絞りユニット１０３よりも被写体側に存在する場合は、ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０４の位置が射出瞳距離に影響を与えないので、レンズ位置に関連づけることなく、一組の項目（１）から（４）のデータを記憶部１０７に格納すればよい。
【００４９】
なお、このテーブルにおいて、ズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０４の位置は、実際のズームレンズ１０２とフォーカスレンズ１０４の位置で管理してもよいし、ズームレンズ１０２及びフォーカスレンズ１０４それぞれの基準位置に基づき相対的に示した位置で管理してもよい。また、基準位置に対する相対位置で管理するテーブルを用いる場合、補間演算は、基準位置に対して相対的に示された位置を、実際のズームレンズ１０２の位置及びフォーカスレンズ１０４の位置に変換した値を用いて行なえばよい。また、図１０の例では、ズームレンズ位置として５点、フォーカスレンズ位置として４点を代表点としたが、代表点の数はこれに限定されず、任意の数であってよい。
【００５０】
２−５．射出瞳距離と輝度ムラの関連性  図１１を用いて射出瞳距離と輝度ムラの関連性について説明する。図１１（ａ）は、撮像素子２０２の上半分における輝度ムラ補正を説明するための図であり、図１１（ｂ）は、撮像素子２０２の下半分における輝度ムラ補正を説明するための図である。
【００５１】
図１１（ａ）を参照し、撮像素子２０２の上半分において生じ得る輝度ムラについて説明する。電子先幕動作において、撮像素子２０２の１つのラインＲｕのリセットが解除されたときに、メカニカルシャッター２２０の後幕２２２は位置ＭＳまで走行しているとする。このときのラインＲｕの露光時間について検討する。
【００５２】
電子先幕とメカニカルシャッター２２０の後幕２２２による露光は、ラインＲｕのリセットが解除されてからメカニカルシャッター２２０の後幕２２２が位置Ｔ0に到達するまでの間行われる。よって、そのときの露光量は「Ｅ」である。今、射出瞳距離ｙ１、ｙ２を考えた場合、射出瞳距離ｙ１に対する入射角よりも、射出瞳距離ｙ２に対する入射角の方が大きい。射出瞳距離がｙ１の場合、ラインＲｕのリセットが解除されてからメカニカルシャッター２２０の後幕２２２が位置Ｔ1に到達するまでの時間が露光時間となるので、その露光量はＥ1となる。射出瞳距離がｙ２の場合、ラインＲｕのリセットが解除されてからメカニカルシャッター２２０の後幕２２２が位置Ｔ２に到達するまでの時間が露光時間となるので、その露光量はＥ２となる。このとき、Ｅ＜Ｅ１＜Ｅ２となり、射出瞳距離が小さいほど、露光量は大きくなっており、輝度ムラが生じる。
【００５３】
図１１（ｂ）を参照し、撮像素子２０２の下半分における輝度ムラ補正について説明する。撮像素子２０２の１つのラインＲｌのリセットが解除されたときに、メカニカルシャッター２２０の後幕２２２は、垂直方向の位置ＭＳまで走行しているとする。このときのラインＲｌの露光時間について検討する。
【００５４】
電子先幕動作とメカニカルシャッター２２０の後幕２２２による露光は、ラインＲｌのリセットが解除されてからメカニカルシャッター２２０の後幕２２２が位置Ｔ0に到達するまでの時間行われる。よって、その露光量はＥである。今、射出瞳距離ｙ１、ｙ２を考えた場合、射出瞳距離ｙ１に対する入射角よりも射出瞳距離ｙ２に対する入射角の方が大きい。射出瞳距離がｙ１の場合、ラインＲｌのリセットが解除されてからメカニカルシャッター２２０の後幕２２２が位置Ｔ1に到達するまでの時間が露光時間となるので、その露光量はＥ1となる。射出瞳距離がｙ２の場合、ラインＲｌのリセットが解除されてからメカニカルシャッター２２０の後幕２２２が位置Ｔ２に到達するまでの時間が露光時間となるので、露光量はＥ２となる。このとき、Ｅ＞Ｅ１＞Ｅ２となり、射出瞳距離が小さいほど、露光量は小さくなっており、輝度ムラが生じる。
【００５５】
２−６．輝度ムラ補正処理
本実施形態の撮像装置による輝度ムラ補正処理について説明する。
【００５６】
２−６−１．射出瞳距離の補正
最初に、射出瞳距離の補正処理について具体的に説明する。交換レンズ１００の記憶部１０７には、図１０に示したように、黒丸によって示された所定数のレンズ位置に対して、前述の（１）から（４）の補正用データが格納されている。カメラ本体制御部２０３は、交換レンズ１００から、その記憶部１０７に格納されたデータを所定のタイミングで取得する。例えば、カメラ本体制御部２０３は、カメラ本体２００の電源投入時、及び／または、交換レンズ１００がカメラ本体２００に装着されたときに、交換レンズ１００の記憶部１０７に格納されたデータを取得する。また、カメラ本体制御部２０３は、撮影動作のたびに記憶部１０７に記憶されたデータを取得してもよい。
【００５７】
カメラ本体制御部２０３は、撮像素子２０２から出力された画像信号がレリーズボタンによる撮影指示に基づいて出力された画像信号である場合、補正された射出瞳距離に基づいて輝度ムラ補正を行う。
【００５８】
具体的には、カメラ本体制御部２０３は、通信部２０１及び通信部１０６を介して、交換レンズ制御部１０５から、撮影時のズームレンズ１０２の位置とフォーカスレンズ１０４の位置と絞りユニット１０３の絞り値を取得する。
【００５９】
撮影時のズームレンズ１０２の位置とフォーカスレンズ１０４の位置が、記憶部１０７に格納されていた補正用データのレンズ位置（図１０の黒丸の位置）と一致する場合、カメラ本体制御部２０３は、そのデータを使用する。カメラ本体制御部２０３は、基準射出瞳距離を像高補正量に基づいて補正し、像高ごとの補正後の射出瞳距離を求める。その際、カメラ本体制御部２０３は、像高補正量を適用すべき像高に関する情報を記憶部１０７から取得しているときは、その情報が示す像高未満の像高（以下「閾値像高」という。）の撮像素子２０２の領域については、基準射出瞳距離をそのまま使用する。閾値像高以上の像高の撮像素子２０２の領域については、カメラ本体制御部２０３は、基準射出瞳距離を像高補正量に基づいて補正して、像高ごとの補正後の射出瞳距離を求める。
【００６０】
以上の像高による射出瞳距離の補正後、さらに、口径食を考慮して射出瞳距離の補正を行なってもよい。カメラ本体制御部２０３は、前述のようにして求めた像高ごとの補正後の射出瞳距離を、口径食補正量に基づいて補正し、口径食を考慮した、像高ごとの補正後の射出瞳距離を求める。この際、カメラ本体制御部２０３が、補正量を適用すべき絞り値及び像高（以下「閾値絞り値」という。）の情報を記憶部１０７から取得しているときは、まず、撮影時の絞りユニット１０３の絞り値と、閾値絞り値とを比較する。撮影時の絞りユニット１０３の絞り値が閾値絞り値よりも大きいときは、「口径食を考慮した像高ごとの補正後の射出瞳距離」を求める必要はない。一方、撮影時の絞りユニット１０３の絞り値が、閾値絞り値以下のときは、「口径食を考慮した像高ごとの補正後の射出瞳距離」を求める。このとき、撮像素子２０２における閾値像高以上の像高の領域についてのみ、像高ごとの補正後の射出瞳距離を、口径食補正量に基づいて補正することで、口径食を考慮した像高ごとの補正後の射出瞳距離を求める。
【００６１】
一方、撮影時のズームレンズ１０２の位置とフォーカスレンズ１０４の位置が、記憶部１０７に格納されていた補正用データのレンズ位置（図１０の黒丸の位置）と一致しない場合、カメラ本体制御部２０３は、撮影時のズームレンズ１０２の位置とフォーカスレンズ１０４の位置の組み合わせに最も近い黒丸によって示した４つの組み合わせを検索する。そして、カメラ本体制御部２０３は、その４つの組み合わせの各々について、前述の場合と同様にして、像高ごとの補正後の射出瞳距離及び／または口径食を考慮した像高ごとの補正後の射出瞳距離を求める。そして、カメラ本体制御部２０３は、４つの組み合わせの各々について求めた、像高ごとの補正後の射出瞳距離及び／または口径食を考慮した像高ごとの補正後の射出瞳距離から、補間によって、撮影時のズームレンズ１０２の位置とフォーカスレンズ１０４の位置に対応した、それぞれの補正後の射出瞳距離を求める。
【００６２】
以上のようにして、「像高ごとの補正後の射出瞳距離」及び「口径食を考慮した像高ごとの補正後の射出瞳距離」を求めることができる。図１２は、画像の代表点を説明する模式図である。図１２における丸印が画像の代表点を示す。画像の代表点についてのみ「像高ごとの補正後の射出瞳距離」及び「口径食を考慮した像高ごとの補正後の射出瞳距離」を求めるようにしてもよい。代表点以外の位置の「像高ごとの補正後の射出瞳距離」及び「口径食を考慮した像高ごとの補正後の射出瞳距離」は、代表点で求めた値から補間によって求める。このような構成により、演算量を大幅に削減することができる。
【００６３】
２−６−２．輝度ムラ補正
カメラ本体制御部２０３は、通信部２０１及び通信部１０６を介して、記憶部１０７に格納された交換レンズ１００の基準射出瞳距離と、像高補正量と、口径食補正量とを取得し、取得した情報を用いて、画像データの輝度ムラ補正を行う。
【００６４】
カメラ本体制御部２０３は、電子先幕動作における撮像素子２０２のリセットタイミングを適宜補正することで輝度ムラ補正を行う。
【００６５】
図１３に、輝度ムラ補正処理に関するカメラ本体制御部２０３の構成を示す。カメラ本体制御部２０３は、輝度ムラ補正処理に関して、撮像素子リセット制御部２３１と、リセットタイミングデータを記憶する記憶部２３５とを含む。撮像素子リセット制御部２３１は、電子先幕動作において、撮像素子２０２の画素のリセット動作のタイミングを制御する。記憶部２３５に格納されるリセットタイミングデータは、射出瞳距離に応じて設定された、先幕動作における撮像素子２０２のリセットタイミングを補正するためのデータである。
【００６６】
撮像素子リセット制御部２３１は、「像高ごとの補正後の射出瞳距離」または「口径食を考慮した像高ごとの補正後の射出瞳距離」（以下、単に「補正後の射出瞳距離」という。）に基づいて、電子先幕動作における撮像素子２０２のリセットタイミングを制御して、輝度ムラを補正する。具体的には、撮像素子リセット制御部２３１は、射出瞳距離に基づき記憶部２３５からリセットタイミング補正データを読み出し、読み出したリセットタイミング補正データに基づき、撮像素子２０２のライン毎のリセットタイミングを設定する。
【００６７】
図１４は、撮像素子２０２上を走行するメカニカルシャッター２２０の後幕２２２と電子先幕の軌跡を説明した図であり、横軸は時間を、縦軸は撮像素子２０２の垂直方向の位置を示す。実線Ｒは、メカニカルシャッター２２０の後幕２２２の走行軌跡を示す。破線Ｆ０は、補正を行わない場合の電子先幕の走行軌跡であり、実線Ｆ１は、輝度ムラ補正のために補正された電子先幕の走行軌跡である。
【００６８】
電子先幕とメカニカルシャッター２２０の後幕２２２の間隔ΔＳＳはシャッタ速度により定まり、通常は撮像素子の垂直方向において等間隔となる。すなわち、メカニカルシャッター２２０の後幕２２２が実線Ｒの軌跡で走行する場合、電子先幕は破線Ｆ０で示す軌跡となる。前述のように、電子先幕を採用した場合、撮像素子２０２の上部では露出過多になり、下部では、露出不足になる傾向にあり、輝度ムラが発生する。
【００６９】
この輝度ムラを解消するため、本実施形態では、電子先幕の走行軌跡を破線Ｆ０で示す軌跡から実線Ｆ１で示す軌跡に補正する。つまり、撮像素子２０２の上部では、電子先幕と後幕２２２の間隔が小さくなり、撮像素子２０２の下部では、電子先幕と後幕２２２の間隔が大きくなるように、撮像素子リセット制御部２３１が電子先幕のリセットタイミングを制御する。
【００７０】
軌跡Ｆ０から軌跡Ｆ１へのシフト量（補正量）Δｔは射出瞳距離に応じて決定される。具体的には、式（３）より、射出瞳距離Ｄに対して求められる距離ｌに基づきシフト量（補正量）Δｔが求められる。記憶部２３５は、リセットタイミング補正データとして、種々の射出瞳距離毎に、軌跡Ｆ１を与えるためのシフト量Δｔの情報を記憶している。
【００７１】
撮像素子リセット制御部２３１は、補正後の射出瞳距離に応じた、リセットタイミング補正データを記憶部２３５から読み出し、読み出した補正データを用いて、電子先幕動作における撮像素子２０２のリセットタイミングを補正する。
【００７２】
以上のようにして、本実施形態の撮像装置によれば、射出瞳距離を撮像素子２０２の像高を考慮して補正する。よって、電子先幕のリセットタイミングは、像高を考慮して制御されるため、より精度よく、電子先幕により生じ得る画像の輝度ムラを補正することが可能となる。
【００７３】
３．まとめ
以上のように、本実施形態の撮像装置は、被写体光を集光する光学系１１０と、電子先幕機能を有し、被写体光を受光して画像信号を生成する撮像素子２０２と、光学系の射出瞳距離と、射出瞳距離の補正量とを記憶する記憶部１０７と、光学系１１０を介して撮像素子２０２へ到達する被写体光を遮断可能なメカニカルシャッター２２０と、記憶部１０７から光学系１１０の射出瞳距離（基準射出瞳距離）と射出瞳距離の補正量（撮像素子における像高による補正量、光学系の口径食による補正量）とを取得し、取得した光学系の射出瞳距離と射出瞳距離の補正量とを用いて、補正した射出瞳距離を求め、補正した射出瞳距離に基づいて画像信号の輝度ムラを補正するカメラ本体制御部２０３と、を備える。
【００７４】
また、カメラ本体制御部２０３は、補正した射出瞳距離に基づいて、撮像素子の電子先幕のリセットタイミングを制御することで、画像信号の輝度ムラを補正する。
【００７５】
本実施形態の撮像装置は、電子先幕動作により生じ得る輝度ムラに影響する射出瞳距離を、撮像素子における像高及び／又は光学系の口径食に応じて補正し、補正した射出瞳距離に基づいて輝度ムラを補正する。このため、電子先幕動作により生じ得る輝度ムラをより精度良く補正することができる。
【００７６】
実施の形態２
実施の形態１では、電子先幕のリセット動作のタイミングを補正することで、輝度ムラの発生を抑制した。本実施形態では、電子先幕のリセットタイミングの補正の代わりに、画素のゲインを調整することで輝度ムラを補正する。図１５に、本実施形態の撮像装置における、カメラ本体制御部２０３ａの主要な構成を示す。なお、以下に説明する構成、動作以外の構成、動作については、実施の形態１のものと同様である。
【００７７】
本実施形態のカメラ本体制御部２０３ａは、撮像素子リセット制御部２３１ａと、ゲイン補正部２３３ａと、ゲイン補正データを記憶する記憶部２３５とを含む。記憶部２３５に格納されるゲイン補正データは、射出瞳距離に応じて画像信号の画素毎のゲイン（増幅率）を補正するためのデータである。画像メモリ２１５には撮像素子２０２で生成された画像信号が格納されている。ゲイン補正部２３３ａは、射出瞳距離に基づきゲイン補正データを参照して、画像メモリ２１５から読み出した画像データの各画素のゲインを補正する。
【００７８】
ゲイン補正部２３３ａによる画素のゲインの補正方法は、光軸Ｌを中心として、撮像素子２０２の上半分と下半分で異なる。すなわち、図１１を参照して、説明したように、撮像素子２０２の上半分では、射出瞳距離が小さいほど、露光量は大きくなり、撮像素子２０２の下半分では、射出瞳距離が小さいほど、露光量は小さくなるという相関関係を有する。すなわち、事前に、射出瞳距離と露光量の相関関係を求め、その相関関係に基づき、画像全体で一定の露光量が得られるように射出瞳距離に応じたゲインをゲイン補正データとして求めておく。
【００７９】
ゲイン補正部２３３ａは、補正後の射出瞳距離を参照してゲイン補正データを読み出し、そのゲイン補正データに基づきゲインを補正する。つまり、撮像素子２０２の上半分における輝度ムラ補正において、ゲイン補正部２３３ａは、画像の垂直方向において射出瞳距離が小さいほど、ゲインがより小さくなるようにゲインを補正する。また、撮像素子２０２の下半分における輝度ムラ補正においては、ゲイン補正部２３３は、補正後の射出瞳距離とゲイン補正データに基づき、画像の垂直方向において、射出瞳距離が小さいほど、ゲインがより高くなるようにゲインを補正する。特に、本実施形態では、射出瞳距離が、像高及び／または口径食を考慮して補正されるため、より精度良く、ゲインを補正することが可能となる。
【００８０】
実施の形態３
本実施形態の撮像装置は、撮像素子２０２の垂直方向において、電子先幕のリセットタイミングを制御するとともに、さらに、水平方向においても画素のゲインを補正する。図１６に、本実施形態における輝度ムラ補正のためのカメラ本体制御部の主要な構成を示す。なお、以下に説明する構成、動作以外の構成、動作については、実施の形態１のものと同様である。
【００８１】
図１６に示すように、カメラ本体制御部２０３ｂは、実施の形態１の構成（図１３）に加えてさらに、水平ゲイン補正部２３３ｂを含む。また、記憶部２３５は水平ゲイン補正データを格納する。記憶部２３５に格納される水平ゲイン補正データは、水平方向の輝度ムラを解消するために画素位置に応じて画素のゲインを補正するためのデータである。水平ゲイン補正部２３３ｂは、水平ゲイン補正データを参照して、水平方向における輝度ムラを補正するように、画像メモリ２１５から読み出した画像データの各画素のゲインを設定する。
【００８２】
本実施形態では、垂直方向においては、電子先幕のリセットタイミングを補正することで輝度ムラを補正し、さらに、水平方向においても画素のゲインを補正することで輝度ムラを補正する。これにより、より精度よく輝度ムラの補正が可能となる。
【００８３】
なお、上記の実施の形態１〜３においては、交換レンズ１００とカメラ本体２００とから構成される撮像装置について説明した。しかし、上述の思想は、光学系が本体内に組み込まれた撮像装置にも適用できる。そのような撮像装置では、交換レンズ１００の通信部１０６とカメラ本体２００の通信部２０１とが不要になる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明によれば、電子先幕動作に起因して発生する画像の輝度ムラを良好に補正することができるため、本発明は、電子先幕機能を有するレンズ交換型またはレンズ一体型の撮像装置、または、電子先幕機能を有する撮像装置における交換レンズやカメラ本体に有用である。
【符号の説明】
【００８５】
１００  交換レンズ
１０１  対物レンズ
１０２  ズームレンズ
１０３  絞りユニット
１０４  フォーカスレンズ
１０５  交換レンズ制御部
１０６  通信部
１０７  記憶部
１１０  光学系
２００  カメラ本体
２０１  通信部
２０２  撮像素子
２０３、２０３ａ、２０３ｂ  カメラ本体制御部
２１０  液晶モニター
２２０  メカニカルシャッター
２２１  メカニカルシャッターの先幕
２２２  メカニカルシャッターの後幕
【図１】
2011217368.tif 000003
【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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