(57)【要約】【課題】好適な露光むら補正を行う撮影装置を提供する。【解決手段】光学系（９）による像を撮像し画像を生成する撮像部（２３）と、一端側に駆動力が供給され前記撮像部よりも物体側を通過する羽根（６２ａ〜６２ｄ，６４ａ〜６４ｄ）を有するシャッタ部（２０）と、前記画像の露光むらに関する情報を記憶する記憶部（５２）と、前記情報を用いて、前記画像のうち前記羽根の一端側に位置する部分よりも、前記画像のうち前記羽根の他端側に位置する部分を強く補正することにより露光むらを補正する補正部（３６）とを含む撮影装置。【選択図】図３
2011010217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系による像を撮像し画像を生成する撮像部と、
一端側に駆動力が供給され前記撮像部よりも物体側を通過する羽根を有するシャッタ部と、
前記画像の露光むらに関する情報を記憶する記憶部と、
前記情報を用いて、前記画像のうち前記羽根の一端側に位置する部分よりも、前記画像のうち前記羽根の他端側に位置する部分を強く補正することにより露光むらを補正する補正部とを含むことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載された撮影装置であって、
前記補正部は、前記シャッタ部のシャッタスピードが速くなるほど、前記画像を強く補正することを特徴とする撮影装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された撮影装置であって、
前記補正部は、前記シャッタ部のシャッタスピードが速くなるほど、前記画像のうち前記羽根の一端側に位置する部分の補正の強さと前記画像のうち前記羽根の他端側に位置する部分の補正の強さとの差が大きくなるように前記画像を補正することを特徴とする撮影装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載された撮影装置であって、
リンク機構を用いて前記羽根に接続され前記羽根の一端側に駆動力を供給する駆動部を有することを特徴とする撮影装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載された撮影装置であって、
前記記憶部は、前記シャッタ部のシャッタスピード毎に前記情報を記憶していることを特徴とする撮影装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載された撮影装置であって、
前記情報は、前記羽根の移動方向に対応する情報密度が、前記羽根の移動方向に直交する方向に対応する情報密度よりも大きいことを特徴とする撮影装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載された撮影装置であって、
前記補正部は、前記撮像部によって生成された前記画像の輝度情報を処理するためのローパスフィルタおよび微分器を備え、
前記補正部は、前記ローパスフィルタおよび前記微分器によって処理された前記輝度情報を用いて前記露光むらに関する情報を生成し、前記露光むらに関する情報を前記記憶部に記憶させることを特徴とする撮影装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までの何れか１項に記載された撮影装置であって、
前記シャッタ部は、フォーカルプレーンシャッタであることを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォーカルプレーンシャッタ等のシャッタを有する撮影装置では、シャッタを構成する羽根の挙動に起因して、撮像面の露光量が不均一となり、撮影画像に露光むらが発生する場合がある。撮影画像に発生する露光むらを軽減する技術としては、シャッタを構成する羽根の挙動を改善する方法や、撮影画像に発生する露光むらを、画像処理により補正する方法等が考えられる。
【０００３】
撮影画像に発生する露光むらを、画像処理により補正する従来技術としては、例えば、補正用画像に基づいて、補正対称画像の露光むらを補正する技術が知られている（例えば特許文献１等参照）。しかしながら、従来技術では、シャッタ羽根の振動等に起因する露光むらが発生する場合には、露光むらを精度良く補正することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、その目的は、好適な露光むら補正を行う撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る撮影装置は、
光学系（９）による像を撮像し画像を生成する撮像部（２３）と、
一端側に駆動力が供給され前記撮像部よりも物体側を通過する羽根（６２ａ〜６２ｄ，６４ａ〜６４ｄ）を有するシャッタ部（２０）と、
前記画像の露光むらに関する情報を記憶する記憶部（５２）と、
前記情報を用いて、前記画像のうち前記羽根の一端側に位置する部分よりも、前記画像のうち前記羽根の他端側に位置する部分を強く補正することにより露光むらを補正する補正部（３６）とを含むことを特徴とする。
【０００７】
また、例えば、前記補正部は、前記シャッタ部のシャッタスピードが速くなるほど、前記画像を強く補正してもよい。
【０００８】
また、例えば、前記補正部は、前記シャッタ部のシャッタスピードが速くなるほど、前記画像のうち前記羽根の一端側に位置する部分の補正の強さと前記画像のうち前記羽根の他端側に位置する部分の補正の強さとの差が大きくなるように前記画像を補正してもよい。
【０００９】
また、例えば、本発明に係る撮影装置は、リンク機構を用いて前記羽根に接続され前記羽根の一端側に駆動力を供給する駆動部（２１）を有してもよい。
【００１０】
また、例えば、前記記憶部は、前記シャッタ部のシャッタスピード毎に前記情報を記憶していてもよい。
【００１１】
また、例えば、前記情報は、前記羽根の移動方向に対応する情報密度が、前記羽根の移動方向に直交する方向に対応する情報密度よりも大きくてもよい。
【００１２】
また、例えば、前記補正部は、前記撮像部によって生成された前記画像の輝度情報を処理するためのローパスフィルタ（４０）および微分器（４２）を備えてもよく、
前記補正部は、前記ローパスフィルタおよび前記微分器によって処理された前記輝度情報を用いて前記露光むらに関する情報を生成し、前記露光むらに関する情報を前記記憶部に記憶させてもよい。
【００１３】
また、例えば、前記シャッタ部は、フォーカルプレーンシャッタであってもよい。
【００１４】
なお上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる撮影装置を搭載したカメラの概略断面図である。
【図２】図２は、図１に示す撮影装置に搭載されるフォーカルプレーンシャッタを表す平面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る撮影装置のブロック図である。
【図４】図４は、図２に示すフォーカルプレーンシャッタの露光時の状態を表す平面図である。
【図５】図５は、図１に示す撮影装置によって撮影された基準画像の一例を表す図である。
【図６】図６は、図３に示す輝度演算部３８での処理の一例を表す概念図である。
【図７】図７は、図５に示す基準画像におけるシャッタ移動方向に対応する輝度の変化を表すグラフである。
【図８】図８は、図５に示す基準画像におけるシャッタ移動方向に直交する方向に対応する輝度の変化を表すグラフである。
【図９】図９は、図７に示すデータをノイズ除去処理した後のデータを表すグラフである。
【図１０】図１０は、図９に示すデータ等から、露光むら補正に使用するデータを算出する算出方法を説明する概念図である。
【図１１】図１１は、応答局面を用いた露光むら補正の一例を表す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る撮影装置が搭載された一眼レフカメラ２を示したものである。カメラボディ４の筐体６には開口部８が形成されており、開口部８の周辺にはレンズマウント１０が形成されている。カメラボディ４には、レンズマウント１０を介してレンズ鏡筒１１が設置されている。したがって、筐体６の開口部８は、レンズ鏡筒１１によって覆われる。レンズ鏡筒１１には、撮影レンズ群９が備えられている。撮影レンズ群９は、筐体６の内部に被写体光を導入する。
【００１７】
筐体６の内部には、クイックリターンミラー１２、ファインダスクリーン１４、ペンタプリズム１６、接眼レンズ１８、メカニカルシャッタ２０、撮像部２３等が具備されている。本実施形態に係る撮像部２３は、光学ローパスフィルタ２２と撮像素子２４を含む。撮像素子２４は、撮影レンズ群９による像を撮像する。撮像素子２４としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いることができるが、これらに限定されない。光学ローパスフィルタ２２は、色モアレを防止するための光学部品であり、撮像素子２４の撮像面を覆うように配置される。
【００１８】
撮像部２３とクイックリターンミラー１２との間には、メカニカルシャッタ２０が備えられる。メカニカルシャッタ２０は、撮像部２３に対して、物体側（本実施形態では撮影レンズ群９側）に配置されており、露光時間を調整することができる。メカニカルシャッタ２０には、メカニカルシャッタ２０に備えられるシャッタ羽根６２ａ〜６２ｄ，６４ａ〜６４ｄ（図２参照）を駆動するためのシャッタ駆動部２１が取り付けられている。本実施形態に係るシャッタ駆動部２１は、電磁石、スプリングを含む駆動力発生部およびリンク機構等を備えているが、本発明に用いられるシャッタ駆動部２１としては、これに限定されない。
【００１９】
メカニカルシャッタ２０と撮影レンズ群９の間には、クイックリターンミラー１２が配置されている。クイックリターンミラー１２は、撮影レンズ群９からの被写体光を、ファインダスクリーン１４に向かって反射する。撮影の際には、クイックリターンミラー１２が、はねあがることにより被写体光の光路上から退避し、さらに、メカニカルシャッタ２０が開くことによって、撮影レンズ群９からの被写体光が、撮像素子２４の撮像面に導かれる。
【００２０】
なお、本発明に係る撮影装置としては、実施形態に示す一眼レフカメラに限定されず、レンズ鏡筒１１と一体成形されたカメラでもよい。また、本発明に係る撮影装置には、スチルカメラだけでなく、ビデオカメラや携帯電話等が含まれる。なお、実施形態では、撮影時の被写体光の進行方向をＺ軸の負方向、図２に示すメカニカルシャッタ２０に備えられるシャッタ羽根６２ａ〜６２ｄ，６４ａ〜６４ｄの移動方向をＹ軸方向、Ｙ軸およびＺ軸と直交する方向をＸ軸方向として説明を行う。
【００２１】
図２は、図１のカメラ２に搭載されるメカニカルシャッタ２０におけるシャッタ羽根およびアーム等を示す概略平面図である。メカニカルシャッタ２０は、先幕６２と後幕６４とを有する。先幕６２および後幕６４は、シャッタ開口８０ａが形成された基板８０等に対して開閉自在に配置されている。
【００２２】
先幕６２および後幕６４は、基板８０を通過する被写体光を遮光する位置と、基板８０を通過する被写体光を遮光しない位置を、移動することができる。図２に示すように、露光動作前の状態において、先幕６２は、シャッタ開口８０ａを遮蔽し、被写体光を遮光するように展開している。それに対して、後幕６４は、シャッタ開口８０ａに対してＹ軸負方向側の位置に退避されており、被写体光を遮光しないように折り畳まれている。
【００２３】
先幕６２は、４枚のシャッタ羽根６２ａ〜６２ｄによって構成されている。各シャッタ羽根６２ａ〜６２ｄの一端側である連結側（Ｘ軸正方向側の端部）には、第１アーム６６および第２アーム６８が連結されている。先幕６２を構成する各シャッタ羽根６２ａ〜６２ｄと、第１アーム６６および第２アーム６８とは、羽根ダボ７８を介して、回動自在に連結されている。
【００２４】
第１アーム６６は、第１アーム回転孔６６ａと、第１アーム駆動軸孔６６ｂとを有している。第１アーム６６の第１アーム回転孔６６ａは、基板８０に固定されているアーム回動軸に挿通されている。したがって、第１アーム６６は、第１アーム回転孔６６ａが挿通されている回動軸を中心として、回動することができる。
【００２５】
第１アーム６６の第１アーム駆動軸孔６６ｂには、第１アーム駆動軸７４が連結されている。第１アーム６６は、第１アーム駆動軸７４からの駆動力を、先幕６２を構成するシャッタ羽根６２ａ〜６２ｄに伝達する。これにより、第１アーム６６は、シャッタ羽根６２ａ〜６２ｄを移動させることができる。すなわち、第１アーム６６は、先幕６２と第１および第２アーム６６，６８とで構成されるリンク機構において、先幕６２および第２アーム６８を移動させる主アームに相当する。
【００２６】
第２アーム６８は、第２アーム回転孔６８ａを有している。第２アーム回転孔６８ａは、基板８０に固定されているアーム回動軸に挿通されている。第２アーム６８は、先幕６２の移動に伴って、第２アーム回転孔６８ａを挿通するアーム回動軸を中心として、回動する。すなわち、第２アーム６８は、先幕６２と第１および第２アーム６６，６８とで構成されるリンク機構において、先幕６２から駆動力を伝達され、先幕６２の移動に伴って回動する従アームに相当する。
【００２７】
露光時において、先幕６２を構成する各シャッタ羽根６２ａ〜６２ｄは、撮像部２３（図１参照）よりも物体側を通過する。メカニカルシャッタ２０によって露光動作が行われる時、第１アーム駆動軸７４には、不図示のスプリング等からなる動力発生部から、駆動力が伝達される。これにより、第１アーム駆動軸７４は、ガイド孔８０ｂに沿って、矢印８１ａで示す方向に移動する。先幕６２を構成するシャッタ羽根６２ａ〜６２ｄの連結側には、第１アーム６６を介して駆動力が供給され、シャッタ羽根６２ａ〜６２ｄは、矢印８４で示すシャッタ移動方向（Ｙ軸方向）に移動する。すなわち、露光時において、先幕６２を構成する各シャッタ羽根６２ａ〜６２ｄは、図２に示す位置からシャッタ開口８０ａに対してＹ軸正方向側の位置まで退避され、被写体光を遮光しないように折り畳まれる。
【００２８】
後幕６４も、先幕６２と同様に、４枚のシャッタ羽根６４ａ〜６４ｄによって構成されている。各シャッタ羽根６４ａ〜６４ｄの一端側である連結側（Ｘ軸正方向側の端部）には、第３アーム７０および第４アーム７２が連結されている。後幕６４を構成する各シャッタ羽根６４ａ〜６４ｄと、第３アーム７０および第４アーム７２とは、羽根ダボを介して、回動自在に連結されている。
【００２９】
第３アーム７０は、基板８０に固定されているアーム回動軸に挿通されている第３アーム回転孔７０ａを有しており、アーム回動軸を中心として、回動することができる。また、第３アーム７０は、第３アーム駆動軸７６と連結されている第３アーム駆動軸孔７０ｂを有している。第３アーム７０は、第３アーム駆動軸７６からの駆動力を、後幕６４を構成するシャッタ羽根６４ａ〜６４ｄに伝達することができる。これにより、第３アーム７０は、シャッタ羽根６４ａ〜６４ｄを移動させることができる。すなわち、第３アーム７０は、後幕６４と第３アーム７０および第４アーム７２とで構成されるリンク機構において、後幕６４および第４アーム７２を移動させる主アームに相当する。
【００３０】
第４アーム７２は、第４アーム回転孔７２ａを有している。第４アーム回転孔７２ａは、基板８０に固定されているアーム回動軸に挿通されている。第４アーム７２は、後幕６４の移動に伴って、第４アーム回転孔７２ａを挿通するアーム回動軸を中心として、回動する。すなわち、第４アーム７２は、後幕６４と第３アーム７０および第４アーム７２とで構成されるリンク機構において、後幕６４から駆動力を伝達され、後幕６４の移動に伴って回動する従アームに相当する。
【００３１】
露光時において、後幕６４を構成する各シャッタ羽根６４ａ〜６４ｄは、先幕６２と同様に、撮像部２３（図１参照）よりも物体側を通過する。メカニカルシャッタ２０によって露光動作が行われる時、第３アーム駆動軸７６には、第１アーム駆動軸７４と同様に、不図示のスプリング等からなる動力発生部から駆動力が伝達される。これにより、第３アーム駆動軸７６は、ガイド孔８０ｃに沿って、矢印８１ｂで示す方向に移動する。後幕６４を構成するシャッタ羽根６４ａ〜６４ｄには、第３アーム７０を介して駆動力が伝達され、シャッタ羽根６４ａ〜６４ｄは、矢印８４で示すシャッタ移動方向（Ｙ軸方向）に移動する。すなわち、露光時において、後幕６４を構成する各シャッタ羽根６４ａ〜６４ｄは、図２に示す位置からＹ軸正方向側に移動し、基板８０のシャッタ開口８０ａを遮蔽し、被写体光を遮光するように展開する。
【００３２】
アーム駆動軸７４，７６および不図示の駆動力発生部を含むシャッタ駆動部２１（図１参照）は、露光時において、後幕６４の移動を、先幕６２の移動に対して所定時間だけ遅らせる。先幕６２が移動してから、後幕６４が移動するまでの間は、シャッタ開口８０ａを遮蔽するものが無いため、被写体光はメカニカルシャッタ２０のシャッタ開口８０ａを通過することができる。このように、メカニカルシャッタ２０が、被写体光を遮光または通過させることによって、図１に示すカメラ２は、露光動作を行うことができる。
【００３３】
図３は、図１に示すカメラ２に搭載された撮影装置で行われる露光むら補正に関する制御を表すブロック図である。撮影装置には、演算処理を行い、撮影装置内における他の部品を制御する機能を有するＣＰＵ３２が搭載されている。ＣＰＵ３２には電源５０が電気的に接続されており、ＣＰＵ３２を介して、撮影装置内の電子部品に電力が供給される。
【００３４】
ＣＰＵ３２には、シャッタ駆動部２１が接続されている。シャッタ駆動部２１には、シャッタ速度決定部３４によって決定されたシャッタ速度に応じた制御信号が、ＣＰＵ３２から入力される。シャッタ駆動部２１は、ＣＰＵ３２から入力された制御信号に従い、メカニカルシャッタ２０を駆動する。
【００３５】
表示部３０は、液晶表示パネル等によって構成されており、ＣＰＵ３２から出力された画像データ等による画像を表示することができる。メモリカード５４は、フラッシュメモリ等によって構成され、不図示のアダプタを介して、ＣＰＵ３２に対して着脱可能に接続される。メモリカード５４は、画像処理回路２８およびＣＰＵ３２等によって処理された画像データを、記憶することができる。
【００３６】
撮像素子２４によって生成された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器２６および画像処理回路２８を介して、ＣＰＵ３２に入力される。Ａ／Ｄ変換器２６は、撮像素子２４から出力されたアナログ撮像信号をデジタル画像信号に変換して、画像処理回路２８に出力する。画像処理回路２８は、入力されたデジタル画像信号に対して、ホワイトバランス調整、シャープネス調整、ガンマ補正、階調調整などの画像処理を施し、画像データを生成する。画像処理回路２８で生成された画像データは、ＣＰＵ３２の露光むら補正部３６に入力される。
【００３７】
ＣＰＵ３２は、露光むら情報を用いて、画像の露光むらを補正する露光むら補正部３６を備える。また、露光むら補正部３６は、輝度演算部３８と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）４０と、微分器４２と、補正データ生成部４６と、画像補正部４８とを備える。
【００３８】
画像補正部４８は、撮像素子２４および画像処理回路２８で生成された画像データに対して、画像の露光むらを低減するための補正である露光むら補正を行う。画像補正部４８は、ＥＥＰＲＯＭ５２に記憶されている露光むら情報を用いて、画像データを補正する。画像補正部４８は、露光むら補正後の画像データを、表示部３０に出力して表示させたり、メモリカード５４に出力して記憶させたりすることができる。
【００３９】
本実施形態に係る画像補正部４８は、画像のうち、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの先端側（Ｘ軸負方向側）によって形成されたスリット８２を通過した被写体光を撮影した部分を、連結側（Ｘ軸正方向側）によって形成されたスリット８２を通過した被写体光を撮影した部分より、強く露光むら補正する（図４）。後述のように、画像には、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの先端側に対応する部分に露光むらが発生しやすいため、本実施形態に係る撮影装置は、当該部分を他の部分より強く露光むら補正を行うことによって、画像に発生した露光むらを好適に軽減することができる。
【００４０】
また、本実施形態に係る画像補正部４８は、メカニカルシャッタ２０のシャッタスピードが速くなるほど、画像を強く補正する。後述のように、シャッタスピードが速くなるほど、露光時にシャッタ羽根６２ａ，６４ｄによって形成されるスリット８２の幅が狭くなり（図４）、露光むらが発生しやすくなる。また、シャッタスピードが速いほど、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄのばたつきが画像に及ぼす影響が大きくなる傾向にある。したがって、画像補正部４８が、メカニカルシャッタ２０のシャッタスピードが速くなるほど画像を強く補正することによって、本実施形態に係る撮影装置は、画像に発生した露光むらを好適に軽減することができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る画像補正部４８は、メカニカルシャッタ２０のシャッタスピードが速くなるほど、図４に示すシャッタ羽根６２ａ，６４ｄの先端側（Ｘ軸負方向側）によって形成されたスリット８２を通過した被写体光を撮影した部分に対する補正の強さ（補正量）と、連結側（Ｘ軸正方向側）によって形成されたスリット８２を通過した被写体光を撮影した部分に対する補正の強さ（補正量）との差が、大きくなるように露光むら補正を行う。シャッタ羽根６２ａ，６４ｄ（図４）の振動に起因する露光むらは、画像のうち、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの先端側に対応する部分に発生しやすく、この傾向は、シャッタスピードが速くなるほどより顕著になる傾向にある。したがって、画像補正部４８が画像に対して露光むら補正を行う場合、メカニカルシャッタ２０のシャッタスピードが速くなるほど、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの先端側に対応する部分の補正量と、接続側に対応する部分の補正量の差を大きくすることによって、本実施形態に係る画像補正部４８は、画像に発生した露光むらを好適に軽減することができる。
【００４２】
輝度演算部３８、ＬＰＦ４０、微分器４２および補正データ生成部４６は、後述する基準画像に関する画像データをもとに、撮影装置で取得される画像の露光むらに関する情報である露光むら情報を生成する。輝度演算部３８は、画像処理回路２８から出力された画像データから、画像の輝度情報を取り出し、ＬＰＦ４０に出力する。
【００４３】
ＬＰＦ４０は、輝度演算部３８から出力された画像の輝度情報を処理する。ＬＰＦ４０は、画像の所定方向に沿って変動する輝度情報から、高周波数成分をカットする処理を行う。ここで、輝度情報の周波数とは、画像の所定方向に沿う輝度の変化が、単位画素数当たりに繰り返される回数をいう。ＬＰＦ４０は、輝度情報の単位画素当たりの変動を、単位時間当たりの変動に変換して処理するものであってもよく、輝度情報を所定方向に沿って加重移動平均処理するものであってもよい。
【００４４】
微分器４２は、ＬＰＦ４０によって処理された輝度情報を、画像の所定方向に沿って微分する処理を行う。微分器４２は、輝度情報を微分して、微分後の輝度情報を補正データ生成部４６に出力する。
【００４５】
補正データ生成部４６は、ＬＰＦ４０および微分器４２から入力された情報をもとに、撮像素子２４等によって生成された画像に対して、どのような露光むら補正を行うかを定めた露光むら情報を生成する。補正データ生成部４６には、ＬＰＦ４０から、高周波成分をカットした後の輝度情報が入力され、また、微分器４２から、微分後の輝度情報が入力される。
【００４６】
補正データ生成部４６は、画像データを、少なくとも２以上の画素からなる領域である複数の応答局面に分割し、応答局面１０７（図１１）毎に、輝度の補正量を決定してもよい。たとえば、補正データ生成部４６は、各応答局面１０７に対する輝度の補正量から構成される露光むら情報を生成し、ＥＥＰＲＯＭ５２に出力する。この場合、１つの応答局面１０７に含まれる画素は、同一の補正量を有するか、もしくは１つの補正量から補間算出された補正量を有する。応答局面１０７毎に輝度の補正量を決めることによって、画素毎に輝度の補正量を決める場合と比較して、画像補正部４８で行われる露光むら補正に関する演算処理量を軽減することができる。
【００４７】
補正データ生成部４６は、撮像素子２４等によって生成された画像を構成する画素に対して行う輝度補正量を、ＬＰＦ４０および微分器４２から入力された情報をもとに決定する。また、補正データ生成部４６は、ＬＰＦ４０および微分器４２から入力された情報をもとに、応答局面の形成方法を決定してもよい。
【００４８】
ＥＥＰＲＯＭ５２は、補正データ生成部４６から入力された露光むら情報を記憶する。画像補正部４８は、露光むら補正を行う際に、ＥＥＰＲＯＭ５２に記録された露光むら情報を読み出すことができる。
【００４９】
以下に、図１〜図３に示す撮影装置を用いて基準画像を撮影し、露光むら情報を生成する過程を詳細に述べる。図３に示す画像補正部４８において露光むら補正を行う際には、あらかじめ、露光むら補正部３６において露光むら情報を生成し、ＥＥＰＲＯＭ５２に記憶させておく必要がある。なお、露光むら情報は、カメラ２の工場出荷時に、予めＥＥＰＲＯＭ５２に記憶されていることが好ましい。また、露光むら情報は、製品ごとに異なるものであってもよいし、製造ロット番号ごとに異なるものであってもよいし、撮影装置一台一台ごとに異なるものであってもよい。
【００５０】
露光むら情報を生成する際、図１に示すカメラ２では、基準画像の撮影を行う。ここで、基準画像は、カメラ２で撮影した画像に発生する露光むらを検出するための画像であり、略均一の輝度を有する被写体を撮影することによって得られる。
【００５１】
基準画像の撮影は、メカニカルシャッタ２０のシャッタスピードが高速である条件で行われることが好ましい。なぜなら、露光むらは、メカニカルシャッタ２０のシャッタスピードが高速である条件で撮影された画像に発生しやすいからである。図４は、シャッタスピードが高速である条件におけるメカニカルシャッタ２０の露光時の状態を表す平面図である。
【００５２】
図４に示すように、高速シャッタスピードの露光時において、メカニカルシャッタ２０は、先幕６２のシャッタ羽根６２ａと、後幕６４のシャッタはね６４ｄの間にスリット８２を形成しながら移動する。シャッタ羽根６２ａは、先幕６２を構成するシャッタ羽根６２ａ〜６２ｄの中で、後幕６４に対して最も近接しながら移動するシャッタ羽根である。また、シャッタ羽根６４ｄは、後幕６４を形成するシャッタ羽根６４ａ〜６４ｄの中で、先幕６２に最も近接しながら移動するシャッタ羽根である。
【００５３】
シャッタ羽根６２ａおよび６４ｄは、図２に示す第１〜第４アーム６６〜７２との接続部分に存在するガタ等の影響により、移動方向８４に沿って移動する間に、傾いたり、振動したりする場合がある。シャッタ羽根６２ａおよび６４ｄが移動中に振動した場合、先幕６２と後幕６４との間に形成されるスリット８２の幅も不安定となり、撮影画像に露光むらが発生する原因となる。特に、高速シャッタスピードの露光時においては、シャッタ羽根６２ａおよび６４ｄの間に形成されるスリット８２の幅が狭いため、シャッタ羽根６２ａおよび６４ｄの振動等によって、露光むらが発生し易くなる傾向にある。
【００５４】
また、露光むら補正部３６において生成され、ＥＥＰＲＯＭ５２に記憶される露光むら情報は、複数の異なるシャッタスピードに対応して、複数の異なる情報として生成・記憶されることが好ましく、メカニカルシャッタ２０のシャッタスピード毎に記憶されていることがさらに好ましい。撮影画像に発生する露光むらは、撮影時におけるメカニカルシャッタ２０のシャッタスピードによって異なるからである。
【００５５】
さらに、ＥＥＰＲＯＭ５２に記憶される露光むら情報が対応しているシャッタスピードとしては、特に限定されないが、１／８０００〜１／２０００秒であることが好ましい。シャッタスピードが１／８０００〜１／２０００秒の範囲で撮影された画像に、露光むらが発生し易いからである。なお、所定のシャッタスピードに対応する露光むら情報を生成する場合、後述のように、対応する所定のシャッタスピードで基準画像９０（図５）を撮影してもよく、他のシャッタスピードに対応する露光むら情報から補間して生成してもよい。
【００５６】
図５は、メカニカルシャッタ２０のシャッタスピードが高速である条件において、図４に示す撮像素子２４等によって生成され、輝度演算部３８に入力される基準画像９０の一例である。図５に示す基準画像９０は、輝度が略一様な被写体を撮影したものである。したがって、メカニカルシャッタ２０による露光むらが発生しないと仮定した理想的な状態では、基準画像の全体が一様な輝度になるはずである。
【００５７】
しかしながら、図５に示すように、メカニカルシャッタ２０のシャッタスピードが高速である条件においては、基準画像９０の輝度が不均一となる場合がある。図５では、基準画像９０のうち、点線９０ａ，９０ｂ，９０ｃで囲んだ領域の輝度が、その周辺部の領域の輝度より低い。
【００５８】
また、図５に示す基準画像９０では、基準画像９０全体のなかで、図４に示すシャッタ羽根６２ａ，６４ｄの先端側（Ｘ軸負方向側）を通過した被写体光を撮影した領域に、周期的な露光むらが発生していることが解る。これは、図２および図４に示すシャッタ羽根６２ａ，６４ｄが露光時に移動している時、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの先端側の振動が、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの連結側の振動より大きくなる傾向にあることに起因する。また、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの先端側の振動が、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの連結側の振動より大きくなるのは、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄが、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの連結側（Ｘ軸正方向側）から第１〜第４アーム６６〜７２によって支持されているためである。
【００５９】
図３に示す輝度演算部３８は、基準画像９０から、画像を構成する各画素の輝度情報を取り出す。図６は、輝度演算部３８での処理を表す概念図である。例えば、輝度演算部３８は、図６（Ａ）に示すように、基準画像９０を構成する各画素９０ａから輝度情報９１を抽出し、輝度データＹ（ｉ，ｊ）を生成する。ここで輝度データＹ（ｉ，ｊ）とは、基準画像９０を構成する画素のうち、横方向（Ｘ軸方向）の位置ｉであって、縦方向（Ｙ軸方向）の位置ｊである画素の輝度値を意味する。基準画像９０の画素数が縦ｎ１×横ｎ２個であった場合、縦方向の位置ｊは１〜ｎ１、横方向の位置ｉは１〜ｎ２の値を取り得るため、輝度演算部３８は、ｎ１×ｎ２個の輝度データＹ（ｉ，ｊ）を取得することができる。
【００６０】
また、輝度演算部３８は、図６（Ｂ）に示すように、基準画像９０を構成する一部の画素に関する輝度情報９１を抽出して、縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）｛＊：全て｝を取得してもよい。縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）｛＊：全て｝は、横方向の位置ｉが同一の値である輝度データＹ（ｉ，ｊ）を、縦方向の位置ｊが小さい（又は大きい）順に並べたデータである。同様に、輝度演算部３８は、基準画像９０を構成する一部の画素に関する輝度情報９１を抽出して、横輝度データ列ＹＨ（＊，ｊ）｛＊：全て｝を取得してもよい。横輝度データ列ＹＨ（＊，ｊ）｛＊：全て｝は、縦方向の位置ｊが同一の値である輝度データＹ（ｉ，ｊ）を、横方向の位置ｉの値が小さい（又は大きい）順に並べたデータである。
【００６１】
図７は、横方向の位置ｉが、図５に示す基準画像９０におけるａ番目の位置にある第１縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝を表したものである。図７における縦軸は、第１縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝の縦方向の位置ｊに対応しており、横軸は、第１縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝に含まれる各輝度データＹ（ｉ，ｊ）の輝度値に対応している。図６では、紙面に向かって右手方向にプロットされているほど、縦方向の位置ｊにおける画素が明るい（輝度値が大きい）ことを意味し、逆に左手方向にプロットされているほど、縦方向の位置ｊにおける画素が暗い（輝度値が小さい）ことを意味する。
【００６２】
図８は、縦方向の位置ｊが、図５に示す基準画像９０におけるｂ番目の位置にある第１横輝度データ列ＹＨ（＊，ｊ）｛＊：すべて，ｊ＝ｂ｝を表したものである。図８における横軸は、第１横輝度データ列ＹＨ（＊，ｊ）｛＊：すべて，ｊ＝ｂ｝の横方向の位置ｉに対応しており、縦軸は、第１横輝度データ列ＹＨ（＊，ｊ）｛＊：すべて，ｊ＝ｂ｝に含まれる各輝度データＹ（ｉ，ｊ）の輝度値に対応している。図８では、紙面に向かって上方向にプロットされているほど、横方向の位置ｉにおける画像が明るい（画素の輝度値が大きい）ことを意味し、逆に下方向にプロットされているほど、横方向の位置ｉにおける画像が暗い（画素の輝度値が小さい）ことを意味する。
【００６３】
図８に示す第１横輝度データ列ＹＨ（＊，ｊ）｛＊：すべて，ｊ＝ｂ｝には、数画素程度の小さい周期を有する輝度値の変動が見られるが、このような高周波数の変動は、人間が視認できる露光むらにはなりにくく、ノイズ成分と考えてよい。また、第１横輝度データ列ＹＨ（＊，ｊ）｛＊：すべて，ｊ＝ｂ｝では、中央部分の輝度値が大きく、両端（左右）の輝度値が低い傾向にあるが、このような中央部から両端部へ向かう輝度値の変化は、理想的には発生しないことが好ましいものの、変化が大きすぎなければ、露光むらとしてはそれほど目立たない。
【００６４】
それに対して、図７に示す第１縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝には、点線１００で囲まれた領域のように、比較的大きい周期（例えば画像の幅（縦幅）の１／１００〜１の周期）を有する輝度変化の繰り返しが見られる。このような、低周波数の輝度の変動は、露光むらを発生しやすい。これは、画像の幅（縦幅）の１／１００〜１の程度の周期を有する輝度の変化が、人間に視認されやすい傾向にあるからである。
【００６５】
図７に示す第１縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝と、図８に示す第１横輝度データ列ＹＨ（＊，ｊ）｛＊：すべて，ｊ＝ｂ｝の比較からわかるように、第１実施形態に係るカメラ２によって取得される画像には、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄ（図４）の移動方向に対応する画像の縦方向に沿って、輝度が繰り返し変化する露光むらが発生しやすい。これは、図４に示すように、露光時におけるスリット８２の幅が、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの振動により不安定になるからであると考えられる。
【００６６】
したがって、図３に示す輝度演算部３８は、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの移動方向に対応する縦方向の情報密度が、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの移動方向に直交する方向に対応する横方向の情報密度より大きくなるように、輝度データＹ（ｉ，ｊ）を取得することが好ましい。たとえば、輝度演算部３８は、複数の第１縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）と、複数の横輝度データ列ＹＨ（＊，ｊ）を取得する場合に、縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）を、横輝度データ列ＹＨ（＊，ｊ）より多く取得してもよい。
【００６７】
図３に示す輝度演算部３８は、生成した輝度データＹ（ｉ，ｊ）を、ＬＰＦ４０に出力する。ＬＰＦ４０は、所定方向に沿って変動する輝度データＹ（ｉ，ｊ）の集まりについて演算処理を行い、輝度データＹ（ｉ，ｊ）の集まりが有する周期的な変動成分のうち、高周波成分をカットする処理を行う。
【００６８】
図９は、ＬＰＦ４０が、図７に示す第１縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝を処理することによって生成した第２縦輝度データ列ＹＬＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝を表している。本実施形態に係るＬＰＦ４０は、第１縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝について、移動平均処理を施すことによって、第２縦輝度データ列ＹＬＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝を得る。図９に示す第２縦輝度データ列ＹＬＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝では、図７に示す第１縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝に含まれていたノイズ成分が除去されている。ＬＰＦ４０は、生成した第２縦輝度データ列ＹＬＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝を、図３に示す微分器４２と、補正データ生成部４６に出力する。
【００６９】
補正データ生成部４６には、輝度データＹ（ｉ，ｊ）から高周波成分が除去された情報が、ＬＰＦ４０から入力される。また、補正データ生成部４６には、輝度データＹ（ｉ，ｊ）を基準画像９０の所定方向に沿って微分した情報が入力される。図１０は、補正データ生成部４６で行われる処理の一例を表す概念図である。
【００７０】
補正データ生成部４６には、図１０に示すように、第２縦輝度データ列ＹＬＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝や、第２縦輝度データ列ＹＬＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝を縦方向に沿って微分した第３縦輝度データ列ＹＬＤが入力される。補正データ生成部４６は、輝度最大値Ｙｍａｘから第２縦輝度データ列ＹＬＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝を構成する各第２輝度データＹ’（ｉ，ｊ）の輝度値を引いた値を、輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）とすることができる。
【００７１】
すなわち、輝度最大値Ｙｍａｘとは、基準画像９０から算出された輝度データＹ（ｉ，ｊ）における輝度値の最大値であり、輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）は、以下の数式１で表される。
ΔＹ（ｉ，ｊ）＝Ｙｍａｘ−Ｙ’（ｉ，ｊ）・・・（数式１）
【００７２】
このように算出された輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）を、撮像素子２４等によって撮影された画像の輝度を補正するために用いることによって、本実施形態に係る撮影装置は、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの振動により画像に発生する露光むらを補正し、画像の露光むらを目立たなくすることができる。なお、補正データ生成部４６において輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）を算出する際の基準値は、輝度最大値Ｙｍａｘに限定されず、例えば基準画像９０から算出された輝度データＹ（ｉ，ｊ）における輝度値の平均値や、最小値等であってもよい。
【００７３】
また、例えば、補正データ生成部４６は、輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）を算出する際に、微分器４２から入力された第３縦輝度データ列ＹＬＤを用いても良い。図１０では、紙面向かって右側に、第２縦輝度データ列ＹＬＬ（ｉ，＊）｛ｉ＝ａ，＊：すべて｝と縦方向の位置ｊを揃えて、第３縦輝度データ列ＹＬＤを表示している。
【００７４】
補正データ生成部４６は、第３縦輝度データ列ＹＬＤが、閾値ｔｈを超えて変動している領域１０５を、露光むらが発生している部分と判断して、当該領域１０５についてのみ輝度補正量ΔＹを算出することができる。これによって、本実施形態に係る撮影装置は、画像補正部４８において露光むら補正を行う際の演算量を、軽減することができる。
【００７５】
補正データ生成部４６は、生成した輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）を、ＥＥＰＲＯＭ５２に出力する。ＥＥＰＲＯＭ５２は、輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）を記憶する。なお、ＥＥＰＲＯＭ５２は、輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）を、基準画像９０を取得した際のシャッタ速度に関連させて記憶することが好ましい。
【００７６】
以上のように、図３に示す撮影装置は、基準画像９０を取得して、露光むら情報である輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）をＥＥＰＲＯＭ５２に記憶させるまでの一連の処理を行う。なお、撮影装置は、シャッタスピードを変えて撮影された複数の基準画像９０を取得して、シャッタスピード毎に異なる輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）を算出し、ＥＥＰＲＯＭ５２に記憶させておくことが好ましい。
【００７７】
以下に、図３に示す露光むら補正部３６に備えられる画像補正部４８において行われる露光むら補正について説明する。画像補正部４８には、画像処理回路２８や、メモリカード５４から、露光むら補正を行うための画像が入力される。画像補正部４８は、撮像素子２４によって撮影され、画像処理回路２８によって生成された直後の画像を補正してもよく、表示部３０に表示する直前に補正してもよい。画像補正部４８が露光むら補正を行うタイミングを、表示部３０に表示する直前とすることによって、本実施形態に係る撮影装置は、連続撮影時等におけるＣＰＵ３２の演算負担を軽減することができる。
【００７８】
画像補正部４８は、撮影画像が入力されると、ＥＥＰＲＯＭ５２から露光むら情報である輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）を読み出し、撮影画像の露光むらを補正する。この場合、画像補正部４８は、入力された撮影画像が撮影された際のシャッタスピードを取得し、当該シャッタスピードに対応する輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）を読み出すことが好ましい。
【００７９】
また、画像補正部４８は、撮影画像を構成する画素毎に異なる輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）を適用してもよいし、複数の画素を含む応答局面１０７毎に異なる第２輝度補正量ΔＹ２（ｉ，ｊ）を適用してもよい（図１１）。図１１（Ａ）は、画像補正部４８が露光むらを補正する際の応答局面１０７を説明した概念図であり、図１１（Ｂ）は、応答局面１０７に対応した第２輝度補正量ΔＹ２（ｉ，ｊ）を生成する過程を説明した概念図である。
【００８０】
図１１（Ａ）に示すように、撮影画像１１０は、横ｎ２×縦ｎ１個の画素が含まれている。応答局面１０７には、横方向にｎ２×縦１個の画素が含まれており、撮影画像１１０には横３×縦ｎ１個の応答局面１０７が含まれる。画像補正部４８は、一つの応答局面１０７に含まれる画素に対しては、同一の輝度の補正量を適用する。
【００８１】
図１１（Ｂ）に示すように、応答局面１０７に対応した第２輝度補正量ΔＹ２（ｉ，ｊ）を得るには、輝度演算部３８等で輝度データを作成する際に、基準画像９０を第１〜第３基準画像９０ｄ〜９０ｆに分割する。さらに、輝度演算部３８では、第１〜第３基準画像９０ｄ〜９０ｆから１つずつの縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）｛＊：全て｝を取得する。これらの縦輝度データ列ＹＬ（ｉ，＊）｛＊：全て｝を、ＬＰＦ４０および補正データ生成部４６等で処理することによって、露光むら補正部３６は、第２輝度補正量ΔＹ２（ｉ，ｊ）を生成することができる。なお、第２輝度補正量ΔＹ２（ｉ，ｊ）についても、輝度補正量ΔＹ（ｉ，ｊ）と同様に、ＥＥＰＲＯＭ５２に記憶される。
【００８２】
画像補正部４８は、応答曲面１０７毎に撮影画像の露光むら補正を行うことによって、画素毎に輝度の補正量を決める場合と比較して、露光むら補正に関する演算処理量を軽減することができる。また、応答局面の横方向の長さを、縦方向の長さより大きくすることによって、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの移動方向に対応する情報密度が、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの移動方向に直交する方向に対応する情報密度より大きくなる。したがって、画像補正部４８は、露光むら補正に関する演算処理量を軽減しつつも、シャッタ羽根６２ａ，６４ｄの振動による露光むらを適切に補正できる。なお、図１１に示す例では、応答局面１０７の横方向の長さは、撮影画像１１０の横方向の長さの１／３であるが、応答局面の長さは、撮影画像１１０の横方向の長さの１／１０以下であることが、より高精度に露光むらを補正するために好ましい。
【００８３】
本実施形態に係る撮影装置に備えられるメカニカルシャッタ２０は、図１および図２に示すように、フォーカルプレーンシャッタである。メカニカルシャッタ２０としてフォーカルプレーンシャッタを用いる本実施形態に係る撮影装置は、高速シャッタスピードでの撮影時に発生する露光むらを低減し、高速シャッタスピードでの撮影において、好適な撮影画像を得ることができる。ただし、撮影装置に備えられるメカニカルシャッタ２０としては、フォーカルプレーンシャッタに限定されず、他のシャッタを用いてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
２…  カメラ
２０…  メカニカルシャッタ
２１…  シャッタ駆動部
３２…  ＣＰＵ
３６…  露光むら補正部
３４ａ…  第２アーム回転孔
４０…  ＬＰＦ
４２…  微分器
４８…  画像補正部
６２ａ〜６２ｄ，６４ａ〜６４ｄ…シャッタ羽根
９０…  基準画像
１０７…  応答局面
【図１】
2011010217.tif 000003
【図２】
2011010217.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011010217.tif 000006
【図５】
2011010217.tif 000007
【図６】
2011010217.tif 000008
【図７】
2011010217.tif 000009
【図８】
2011010217.tif 000010
【図９】
2011010217.tif 000011
【図１０】
2011010217.tif 000012
【図１１】
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