(57)【要約】【課題】使用されているレンズモジュールと撮像モジュールの組み合わせによらず撮像結果に対して良好なシェーディング補正を行える画像センサを提供する。【解決手段】画像センサの本体モジュールは、装着されている撮像モジュール及びレンズモジュールから、各モジュールの仕様情報を取得し、取得した仕様情報に基づき、装着されている２モジュールの組み合わせに応じたシェーディング補正情報を生成し、生成したシェーディング補正情報に応じた内容のシェーディング補正を撮像モジュールからの画像データに対して行う。【選択図】図３
2019146117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体モジュールと、前記本体モジュールに装着されたレンズモジュール及び撮像モジュールとを含む画像センサであって、
前記本体モジュールは、
装着されている撮像モジュールから当該撮像モジュール内の撮像素子の大きさを示す撮像素子仕様情報を取得すると共に、装着されているレンズモジュールから当該レンズモジュール内の光学系の仕様を示す光学系仕様情報を取得する取得手段と、
シェーディング補正情報が設定可能な補正手段であって、設定されているシェーディング補正情報に従って前記撮像モジュールが出力する画像データに対してシェーディング補正を行う補正手段と、
前記取得手段により取得された前記撮像素子仕様情報と前記光学系仕様情報とに基づき、前記撮像モジュールと前記レンズモジュールの組み合わせに応じたシェーディング補正情報を生成して前記補正手段に設定する生成・設定手段と、
を備える、
ことを特徴とする画像センサ。
【請求項２】
前記撮像素子仕様情報は、前記撮像素子の入射角特性を表す入射角特性情報と前記撮像素子の画素サイズ及び画素数とを含み、
前記光学系仕様情報は、前記光学系についての射出瞳径及び射出瞳位置を含み、
前記本体モジュールの前記生成・設定手段は、前記取得手段により取得された前記撮像素子仕様情報と前記光学系仕様情報とに基づき、前記撮像素子の複数の画素のそれぞれへの光の入射角度範囲を考慮して前記シェーディング補正情報を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像センサ。
【請求項３】
前記光学系仕様情報は、さらに、前記光学系の周辺光量比を表す周辺光量比情報を含み、
前記本体モジュールの前記生成・設定手段は、前記取得手段により取得された前記撮像素子仕様情報と前記光学系仕様情報とに基づき、前記撮像素子の複数の画素のそれぞれへの光の入射角度範囲と前記光学系の周辺光量比とを考慮して前記シェーディング補正情報を生成する、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像センサ。
【請求項４】
前記本体モジュールは、装着されている前記レンズモジュールが、ズームもしくは絞りが調整可能な第２種レンズモジュールである場合に、当該第２種レンズモジュールのズームもしくは絞りの設定を調整する設定調整手段を、さらに備え、
前記本体モジュールの前記生成・設定手段は、前記第２種レンズモジュールが前記本体モジュールに装着されている場合には、前記第２種レンズモジュールのズーム設定値もしくは絞り設定値を考慮して前記シェーディング補正情報を生成する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像センサ。
【請求項５】
本体モジュールと、前記本体モジュールに装着されたレンズモジュール及び撮像モジュールとを含む画像センサであって、
前記本体モジュールは、
装着されている撮像モジュールから、その形式を示す形式情報を取得すると共に、装着されているレンズモジュールから、その形式を示す形式情報を取得する取得手段と、
シェーディング補正情報が設定可能な補正手段であって、設定されているシェーディング補正情報に従って前記撮像モジュールが出力する画像データに対してシェーディング補正を行う補正手段と、
前記本体モジュールに装着可能な各撮像モジュールの形式情報に対応づけた形で各撮像
モジュール内の撮像素子の大きさを示す撮像素子仕様情報を保持すると共に、前記本体モジュールに装着可能な各レンズモジュールの形式情報に対応づけた形で各レンズモジュール内の光学系の仕様を示す光学系仕様情報を保持した所定の装置から、前記取得手段により取得された前記撮像モジュールの形式情報に対応づけられている前記撮像素子仕様情報及び前記レンズモジュールの形式情報に対応づけられている前記光学系仕様情報を取得し、取得した情報に基づき、前記撮像モジュールと前記レンズモジュールの組み合わせに応じたシェーディング補正情報を生成して前記補正手段に設定する生成・設定手段と、
を備える、
ことを特徴とする画像センサ。
【請求項６】
前記所定の装置が、前記本体モジュールが備える記憶装置である、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像センサ。
【請求項７】
前記所定の装置が、前記本体モジュール外の装置である、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像センサ。
【請求項８】
本体モジュールと、前記本体モジュールに装着されたレンズモジュール及び撮像モジュールとを含む画像センサであって、
前記撮像モジュールは、
撮像素子と、
シェーディング補正情報が設定可能な補正手段であって、設定されているシェーディング補正情報に従って前記撮像素子が出力する画像データに対してシェーディング補正を行う補正手段と、
を備え、
前記本体モジュールは、
装着されている撮像モジュールから当該撮像モジュール内の撮像素子の大きさを示す撮像素子仕様情報を取得すると共に、装着されているレンズモジュールから当該レンズモジュール内の光学系の仕様を示す光学系仕様情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記撮像素子仕様情報と前記光学系仕様情報とに基づき、前記撮像モジュールと前記レンズモジュールの組み合わせに応じたシェーディング補正情報を生成して前記撮像モジュールの前記補正手段に設定する生成・設定手段と、
を備える、
ことを特徴とする画像センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のモジュールの組み合わせにより構成されるモジュラー型の画像センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場の製造ラインにおいては、製造物の検査や管理を自動化ないし省力化するために、画像センサと呼ばれるシステムが多用されている。従来は、カメラと画像処理装置とをケーブルで接続する構成が一般的であったが（特許文献１参照）、最近では、カメラと画像処理装置を一体化し、単一の装置で撮像から画像処理まで行えるようにした処理一体型画像センサも登場している。このような処理一体型画像センサは「スマートカメラ」とも呼ばれており、照明やレンズが一体となっているものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１４６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
検査対象のサイズ、画像センサの設置環境等によって、スマートカメラに望まれる画角や撮像結果（画像データ）の解像度は異なる。そこでスマートカメラを提供するメーカは、従来は、画角等のスペックが異なる多数の製品をラインナップし、ユーザが最適なスペックのものを選択できるようにしていた。
【０００５】
ところが、工場のＩｏＴ化が加速する中でスマートカメラの適用範囲が拡大し、多様化するユーザーニーズを網羅するような製品バリエーションの提供が困難になってきている。また、商品競争の中で競合との差異化のためにそれぞれの顧客の嗜好性に合わせたマスカスタマイゼーションや季節限定商品の提供の拡大、スマートフォンに代表されるデジタル機器の商品のライフサイクルの短命化など、検査対象の変更が短いサイクルで入ることで検査に合わせて最適となるように照明・レンズなどを部分的に変更するニーズも増加している。そのため、スマートカメラの光学系、撮像素子をそれぞれモジュール化し、ユーザ側で、光学系と撮像素子とを自由に組み合わせられることが考えられる。ただし、光学系と撮像素子の組み合わせによって撮像結果に対して施すべきシェーディング補正の内容は異なるため、スマートカメラを単にモジュール化したのでは、使用されている光学系と撮像素子の組み合わせによらず、撮像結果に対して良好なシェーディング補正を行うスマートカメラを実現することができない。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、本体モジュールと当該本体モジュールに装着されたレンズモジュール及び撮像モジュールにより構成される、使用されているレンズモジュールと撮像モジュールの組み合わせによらず撮像結果に対して良好なシェーディング補正を行える画像センサ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】
【０００７】
本発明の一観点に係る画像センサは、本体モジュールと、前記本体モジュールに装着されたレンズモジュール及び撮像モジュールとを含む。そして、画像センサの本体モジュールは、装着されている撮像モジュールから当該撮像モジュール内の撮像素子の大きさを示す撮像素子仕様情報を取得すると共に、装着されているレンズモジュールから当該レンズモジュール内の光学系の仕様を示す光学系仕様情報を取得する取得手段と、シェーディン
グ補正情報が設定可能な補正手段であって、設定されているシェーディング補正情報に従って前記撮像モジュールが出力する画像データに対してシェーディング補正を行う補正手段と、前記取得手段により取得された前記撮像素子仕様情報と前記光学系仕様情報とに基づき、前記撮像モジュールと前記レンズモジュールの組み合わせに応じたシェーディング補正情報を生成して前記補正手段に設定する生成・設定手段と、を備える。
【０００８】
画像センサに上記構成を採用しておけば、本体モジュールに装着されているレンズモジュール及び撮像モジュールの組み合わせに応じた内容のシェーディング補正を撮像結果（撮像モジュールからの画像データ）に施すことが可能となる。従って、本体モジュールに装着されているレンズモジュール及び撮像モジュールの組み合わせがどのようなものであっても、良好にシェーディング補正がなされた画像データを得ることができる。
【０００９】
本発明の上記観点に係る画像センサに、『前記撮像素子仕様情報は、前記撮像素子の入射角特性を表す入射角特性情報と前記撮像素子の画素サイズ及び画素数とを含み、前記光学系仕様情報は、前記光学系についての射出瞳径及び射出瞳位置を含み、前記本体モジュールの前記生成・設定手段は、前記取得手段により取得された前記撮像素子仕様情報と前記光学系仕様情報とに基づき、前記撮像素子の複数の画素のそれぞれへの光の入射角度範囲を考慮して前記シェーディング補正情報を生成する』構成を採用しておいても良い。画像センサに当該構成を採用する場合、さらに、『前記光学系仕様情報は、さらに、前記光学系の周辺光量比を表す周辺光量比情報を含み、前記本体モジュールの前記生成・設定手段は、前記取得手段により取得された前記撮像素子仕様情報と前記光学系仕様情報とに基づき、前記撮像素子の複数の画素のそれぞれへの光の入射角度範囲と前記光学系の周辺光量比とを考慮して前記シェーディング補正情報を生成する』構成を採用しても良い。
【００１０】
また、ズーム可能なレンズモジュールや調整可能な絞りを有するレンズモジュールを用いても良好なシェーディング補正が行われるようにするために、画像センサに、『前記本体モジュールは、装着されている前記レンズモジュールが、ズームもしくは絞りが調整可能な第２種レンズモジュールである場合に、当該第２種レンズモジュールのズームもしくは絞りの設定を調整する設定調整手段を、さらに備え、前記本体モジュールの前記生成・設定手段は、前記第２種レンズモジュールが前記本体モジュールに装着されている場合には、前記第２種レンズモジュールのズーム設定値もしくは絞り設定値を考慮して前記シェーディング補正情報を生成する』構成を採用しておいても良い。
【００１１】
また、本発明の他の観点に係る画像センサは、本体モジュールと、前記本体モジュールに装着されたレンズモジュール及び撮像モジュールとを含む。そして、画像センサの前記本体モジュールは、装着されている撮像モジュールから、その形式を示す形式情報を取得すると共に、装着されているレンズモジュールから、その形式を示す形式情報を取得する取得手段と、シェーディング補正情報が設定可能な補正手段であって、設定されているシェーディング補正情報に従って前記撮像モジュールが出力する画像データに対してシェーディング補正を行う補正手段と、前記本体モジュールに装着可能な各撮像モジュールの形式情報に対応づけた形で各撮像モジュール内の撮像素子の大きさを示す撮像素子仕様情報を保持すると共に、前記本体モジュールに装着可能な各レンズモジュールの形式情報に対応づけた形で各レンズモジュール内の光学系の仕様を示す光学系仕様情報を保持した所定の装置から、前記取得手段により取得された前記撮像モジュールの形式情報に対応づけられている前記撮像素子仕様情報及び前記レンズモジュールの形式情報に対応づけられている前記光学系仕様情報を取得し、取得した情報に基づき、前記撮像モジュールと前記レンズモジュールの組み合わせに応じたシェーディング補正情報を生成して前記補正手段に設定する生成・設定手段と、を備える。
【００１２】
画像センサに上記構成を採用しても、本体モジュールに装着されているレンズモジュー
ル及び撮像モジュールの組み合わせに応じた内容のシェーディング補正を撮像結果に施すことが可能となる。従って、本体モジュールに装着されているレンズモジュール及び撮像モジュールの組み合わせがどのようなものであっても、良好にシェーディング補正がなされた画像データを得ることができる。
【００１３】
また、本発明の別の観点に係る画像センサは、本体モジュールと、前記本体モジュールに装着されたレンズモジュール及び撮像モジュールとを含む。また、画像センサの撮像モジュールは、撮像素子と、シェーディング補正情報が設定可能な補正手段であって、設定されているシェーディング補正情報に従って前記撮像素子が出力する画像データに対してシェーディング補正を行う補正手段と、を備える。そして、画像センサの本体モジュールは、装着されている撮像モジュールから当該撮像モジュール内の撮像素子の大きさを示す撮像素子仕様情報を取得すると共に、装着されているレンズモジュールから当該レンズモジュール内の光学系の仕様を示す光学系仕様情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された前記撮像素子仕様情報と前記光学系仕様情報とに基づき、前記撮像モジュールと前記レンズモジュールの組み合わせに応じたシェーディング補正情報を生成して前記撮像モジュールの前記補正手段に設定する生成・設定手段とを備える。
【００１４】
この構成の画像センサでも、本体モジュールに装着されているレンズモジュール及び撮像モジュールの組み合わせに応じた内容のシェーディング補正を撮像結果に施すことが可能となる。従って、本体モジュールに装着されているレンズモジュール及び撮像モジュールの組み合わせがどのようなものであっても、良好にシェーディング補正がなされた画像データを得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、使用されているレンズモジュールと撮像モジュールの組み合わせによらず撮像結果に対して良好なシェーディング補正を行える画像センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、第１実施形態に係る画像センサの概略構成の説明図である。
【図２】図２は、画像センサの使用例の説明図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る画像センサの機能を説明するための機能ブロック図である。
【図４】図４は、シェーディング補正情報の一例の説明図である。
【図５】図５は、補正部の機能ブロック図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る画像センサの本体モジュールが実行するＸ方向補正情報生成処理の流れ図である。
【図７Ａ】図７Ａは、Ｘ方向補正情報生成処理のステップＳ１０１の処理の内容を説明するための図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、Ｘ方向補正情報生成処理のステップＳ１０１の処理の内容を説明するための図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、Ｘ方向補正情報生成処理のステップＳ１０２の内容を説明するための図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る画像センサの機能を説明するための機能ブロック図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る画像センサの本体モジュールが実行するＸ方向補正情報生成処理の流れ図である。
【図１０】図１０は、Ｘ方向補正情報生成処理（図９）のステップＳ２０３の処理の内容を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第３実施形態に係る画像センサの機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１２】図１２は、射出瞳径・位置情報の説明図である。
【図１３】図１３は、射出瞳径・位置情報の構成例の説明図である。
【図１４】図１４は、瞳径縮小率情報の説明図である。
【図１５】図１５は、瞳径縮小率情報の構成例の説明図である。
【図１６】図１６は、第４実施形態に係る画像センサの機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１７】図１７は、撮像素子情報テーブルの構成例の説明図である。
【図１８】図１８は、射出瞳情報テーブルの構成例の説明図である。
【図１９】図１９は、瞳径縮小率テーブルの構成例の説明図である。
【図２０】図２０は、画像センサの変形例を説明するための図である。
【図２１】図２１は、画像センサの他の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
《第１実施形態》
図１に、本実施形態に係る画像センサ１の概略構成を示し、図２に、画像センサ１の使用例を示す。
【００１９】
図１に示してあるように、本実施形態の画像センサ１は、本体モジュール１０にレンズモジュール２０と撮像モジュール３０とを装着することにより構成される装置である。また、図２に示してあるように、画像センサ１は、製造ライン等の複数箇所に設けられる形であると共に、各画像センサ１の処理結果が１台の情報処理装置５０にて収集される形で使用されることを想定して開発されたものとなっている。
【００２０】
撮像モジュール３０（図１）は、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子３１を備えたモジュールである。画像センサ１用の撮像モジュール３０としては、仕様（撮像素子３１の画素サイズ、入射角特性等）が異なるＭ種の撮像モジュール３０１〜３０Ｍが用意されている。また、各撮像モジュール３０内には、シリアルＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ３２（用途は後述）が設けられている。
【００２１】
レンズモジュール２０は、撮像対象からの光を撮像素子３１の撮像面に結像させるための光学系２１を備えたモジュールである。レンズモジュール２０としては、仕様（光学系２１の射出瞳位置、射出瞳径等）が異なるＮ種のレンズモジュール２０１〜２０Ｎが用意されており、各レンズモジュール２０内には、シリアルＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ２２（用途は後述）が設けられている。
【００２２】
本体モジュール１０は、撮像モジュール３０からの画像データにシェーディング補正を施し、シェーディング補正後の画像データを解析することで各種処理（バーコード等の読み取り処理、異常の有無の判定処理等）を行うモジュールである。
【００２３】
或る撮像モジュール３０からの画像データに生ずるシェーディング（輝度ムラ）の程度は、当該撮像モジュール３０内の撮像素子３１の仕様と、当該撮像素子３１の撮像面に入射光を結像させている光学系２１の仕様とに応じて変化する。従って、本体モジュール１０が行うシェーディング補正の内容を固定しておいたのでは、装着されるレンズモジュール２０と撮像モジュール３０の組み合わせがどの組み合わせであっても良好なシェーディング補正が可能な画像センサ１を得ることが出来ない。
【００２４】
レンズモジュール２０と撮像モジュール３０の全組み合わせに対して良好なシェーディ
ング補正が行えるようにするために、本実施形態に係る画像センサ１には、図３に示した構成が採用されている。
【００２５】
すなわち、画像センサ１用の各レンズモジュール２０の不揮発性メモリ２２には、自レンズモジュール２０内の光学系２１の入射瞳径及び入射瞳位置が記憶されている。また、画像センサ１用の各撮像モジュール３０の不揮発性メモリ３２には、自撮像モジュール３０内の撮像素子３１の入射角特性を表す入射角特性情報と、当該撮像素子３１の画素サイズ、Ｘ方向画素数及びＹ方向画素数とが記憶されている。ここで、Ｘ方向画素数とは、撮像素子３１の長手方向の画素数のことであり、Ｙ方向画素数とは、撮像素子３１の、Ｘ方向と直交する方向の画素数のことである。不揮発性メモリ３２に記憶される入射角特性情報は、通常、Ｘ方向の入射角特性を表す情報とＹ方向の入射角特性を表す情報とを含む。ただし、Ｘ方向の入射角特性とＹ方向の入射角特性とがほぼ一致している場合、入射角特性情報は、Ｘ方向の入射角特性のみを表す情報であっても良い。
【００２６】
また、画像センサ１の本体モジュール１０は、補正部１１、処理部１２、通信処理部１３、生成・設定部１４及び取得部１５を備えている。なお、図３に示してある本体モジュール１０の各部は、いわゆる機能ブロックである。補正部１１は、例えば、画像処理用ＩＣ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等）で実現され、通信処理部１３は、例えば、ネットワークインターフェース回路で実現される。また、処理部１２、生成・設定部１４及び取得部１５は、例えば、画像センサ１用のプログラムを記憶させたマイクロコントローラで実現される。
【００２７】
補正部１１は、撮像モジュール３０からの画像データに対して、設定されているシェーディング補正情報にて規定される内容のシェーディング補正を施すユニットである。この補正部１１としては、例えば、図４に示した構成のシェーディング補正情報が設定される、図５に示した構成のユニットが使用される。
【００２８】
このシェーディング補正情報（図４）は、画素数が６４０×４８０個の撮像素子３１を備えた撮像モジュール３０用のシェーディング補正情報である。図示してあるように、シェーディング補正情報は、ｙ座標が２４０の各画素の輝度値に乗ずべき補正ゲインをｘ座標別に規定するＸ方向補正情報（図４の上段の情報）と、ｘ座標が３２０の各画素の輝度値に乗ずべき補正ゲインをｙ座標別に規定するＹ方向補正情報（図４の下段の情報）とから構成されている。
【００２９】
補正部１１（図５）が備えるＸ方向補正テーブル１７Ｘ、Ｙ方向補正テーブル１７Ｙは、それぞれ、シェーディング補正情報（図４）中のＸ方向補正情報、Ｙ方向補正情報が設定されるテーブル（いわゆるルックアップテーブル）である。乗算器Ｍ１は、座標ｘ、ｙの画素の輝度値Ｐｉｎに、Ｘ方向補正情報中の座標ｘに対応付けられている補正ゲインＧＸ（ｘ）に乗ずるユニットである。乗算器Ｍ２は、乗算器Ｍ１の出力にＹ方向補正情報中の座標ｘに対応付けられている補正ゲインＧＸ（ｘ）を乗算して、処理結果Ｐｏｕｔとして出力するユニットである。
【００３０】
図３に戻って、本体モジュール１０の説明を続ける。
処理部１２は、シェーディング補正後の画像データを解析することで各種処理（コードの読み取り処理、異常の有無の判定処理等）を行うユニットである。通信処理部１３は、処理部１２が外部装置（情報処理装置５０）との間で通信を行うために利用するユニットである。
【００３１】
取得部１５は、本体モジュール１０の電源投入時等に、本体モジュール１０に装着されているレンズモジュール２０の不揮発性メモリ２２と撮像モジュール３０の不揮発性メモ
リ３２とから各種情報を読み出して生成・設定部１４に通知するユニットである。
【００３２】
生成・設定部１４は、取得部１５から通知された各種情報に基づき、画像センサ１に使用されているレンズモジュール２０と撮像モジュール３０の組み合わせに適したシェーディング補正情報を生成して補正部１１に設定するユニットである。
【００３３】
以下、生成・設定部１４によるシェーディング補正情報（Ｘ方向補正情報及びＹ方向補正情報）の生成手順を説明する。
生成・設定部１４は、図６に示した手順のＸ方向補正情報生成処理により、Ｘ方向補正情報を生成する。
【００３４】
すなわち、Ｘ方向補正情報の生成時、生成・設定部１４は、まず、取得部１５から通知された画素サイズ、Ｘ方向画素数、入射角特性情報、射出瞳径及び射出瞳位置に基づき、撮像素子３１のＹ方向中央ラインの画素毎に受光量積分値を算出する（ステップＳ１０１）。
【００３５】
ここで、Ｙ方向中央ラインとは、図７Ａに示してあるように、撮像素子３１のＹ方向の中央に位置している画素群３１ｃのことである。ステップＳ１０１において、生成・設定部１４は、画素サイズ、Ｘ方向画素数、射出瞳径及び射出瞳位置に基づき、Ｙ方向中央ラインの各画素への入射角範囲を特定する（図７Ａ参照）。そして、生成・設定部１４は、図７Ｂに示してあるように、入射角特性情報が示している、Ｙ方向中央ラインの各画素への入射角範囲内の受光量を積分することで、画素毎に受光量積分値を算出する。
【００３６】
ステップＳ１０１の処理を終えた生成・設定部１４は、Ｘ方向補正情報を構成する各画素用の補正ゲインとして、最大受光量積分値を各画素の受光量積分値で除算した値を算出する（ステップＳ１０２）。すなわち、生成・設定部１４は、図７Ｃに模式的に示したように、Ｙ方向中央ラインの各画素用の補正ゲインＧＸ（ｘ）として、最大受光量積分値Ｌｍａｘ／受光量積分値Ｌ（ｘ）を算出することで、Ｘ方向補正情報を生成する。
【００３７】
生成・設定部１４は、Ｙ方向補正情報も同様の手順で生成する。なお、撮像素子３１のＸ方向の入射角特性とＹ方向の入射角特性とがほぼ一致している場合、上記のような手順でＹ方向補正情報を生成する代わりに、Ｘ方向補正情報の一部（中央のＹ方向画素数分の情報）を取り出すことでＹ方向補正情報を生成しても良い。
【００３８】
生成・設定部１４は、上記のようにして生成したシェーディング補正情報（Ｘ方向補正情報及びＹ方向補正情報）を補正部１１に設定する。そのため、補正部１１は、本体モジュール１０に装着されているレンズモジュール２０及び撮像モジュール３０の組み合わせに適した内容のシェーディング補正を、撮像モジュール３０からの画像データに施すことが出来る。従って、上記構成を採用しておけば、ユーザが、シェーディングによる性能劣化を憂慮することなく、レンズモジュール２０及び撮像モジュール３０を選択可能な画像センサ１を実現できる。
【００３９】
《第２実施形態》
以下、第１実施形態に係る画像センサ１の説明時に用いたものと同じ符号を用いて、第２実施形態に係る画像センサ１の構成及び動作を、第１実施形態に係る画像センサ１と異なる部分を中心に説明する。なお、説明の便宜上、以下では、第Ｌ（Ｌ＝１〜４）実施形態に係る画像センサ１、第Ｌ実施形態に係る画像センサ１の本体モジュール１０のことを、それぞれ、第Ｌ画像センサ１、第Ｌ本体モジュール１０とも表記する。
【００４０】
図８に、第２画像センサ１（第２実施形態に係る画像センサ１）の概略構成を示す。
【００４１】
第２画像センサ１用の各撮像モジュール３０は、第１画像センサ１用の撮像モジュール３０と同じものである。一方、第２画像センサ１用の各レンズモジュール２０は、第１画像センサ１用のレンズモジュール２０とは異なっている。図示してあるように、第２画像センサ１用の各レンズモジュール２０の不揮発性メモリ２２には、自レンズモジュール２０内の光学系２１の入射瞳径及び入射瞳位置に加えて、当該光学系２１の周辺光量比を示す周辺光量比情報が記憶されている。
【００４２】
そして、第２本体モジュール１０は、生成・設定部１４により周辺光量比情報も用いてシェーディング補正情報が生成されるように、第１本体モジュール１０を変形したものとなっている。
【００４３】
具体的には、第２本体モジュール１０の生成・設定部１４は、シェーディング補正情報を生成する際、図９に示した手順のＸ方向補正情報生成処理により、Ｘ方向補正情報を生成する。
【００４４】
すなわち、シェーディング補正情報の要素であるＸ方向補正情報の生成時、生成・設定部１４は、まず、取得部１５から通知された画素サイズ、Ｘ方向画素数、入射角特性情報、射出瞳径及び射出瞳位置に基づき、撮像素子３１のＹ方向中央ラインの画素毎に受光量積分値を算出する（ステップＳ２０１）。次いで、生成・設定部１４は、Ｙ方向中央ラインの各画素用の第１補正ゲインとして、最大受光量積分値を各画素の受光量積分値で除算した値を算出する（ステップＳ２０２）。すなわち、生成・設定部１４は、このステップＳ２０２において、第１本体モジュール１０の生成・設定部１４が生成するＸ方向補正情報（補正ゲイン群）と同じ情報（第１補正ゲイン群）を生成する。
【００４５】
その後、生成・設定部１４は、画素サイズ、Ｘ方向画素数及び周辺光量比情報に基づき、Ｙ方向中央ラインの各画素における周辺光量比を算出する（ステップＳ２０３）。図１０に模式的に示したように、このステップＳ２０３の処理は、光学中心からの距離と周辺光量比との関係を表している周辺光量比情報からＹ方向中央ラインの各画素における周辺光量比（単位は％）を算出する処理である。
【００４６】
ステップＳ２０３の処理を終えた生成・設定部１４は、１００／各画素の周辺光量比を演算することで、Ｙ方向中央ラインの各画素についての第２補正ゲインを算出する（ステップＳ２０４）。そして、生成・設定部１４は、画素毎に第１補正ゲイン×第２補正ゲインを演算することでＸ方向補正情報を構成する各画素用の補正ゲインを算出する（ステップＳ２０５）。
【００４７】
生成・設定部１４は、Ｙ方向補正情報も同様の手順で生成する。なお、撮像素子３１のＸ方向の入射角特性とＹ方向の入射角特性とがほぼ一致している場合、上記のような手順でＹ方向補正情報を生成する代わりに、Ｘ方向補正情報の一部（中央のＹ方向画素数分の情報）を取り出すことでＹ方向補正情報を生成しても良い。
【００４８】
第２本体モジュール１０の生成・設定部１４は、上記のようにして生成したシェーディング補正情報（Ｘ方向補正情報及びＹ方向補正情報）を補正部１１に設定する。そのため、補正部１１は、周辺光量比に起因して撮像モジュール３０からの画像データに生じている輝度ムラも低減することが出来る。従って、上記構成を採用しておけば、第１実施形態に係る画像センサ１よりも良好にシェーディング補正が行われる画像センサ１を実現できることになる。
【００４９】
《第３実施形態》
以下、第１画像センサ１（第１実施形態に係る画像センサ１）の説明時に用いたものと同じ符号を用いて、本実施形態に係る画像センサ１の構成及び動作を、第１画像センサ１と異なる部分を中心に説明する。
【００５０】
図１１に、第３画像センサ１（第３実施形態に係る画像センサ１）の概略構成を示す。
【００５１】
第３画像センサ１は、第１画像センサ１（図１参照）と同様に、本体モジュール１０にレンズモジュール２０と撮像モジュール３０とを装着することにより構成される装置である。第２画像センサ１用の撮像モジュール３０は、第１画像センサ１用の撮像モジュール３０と同じものである。ただし、第２画像センサ１用のレンズモジュール２０の中には、ズーム及び絞りが変更可能なＫ（≧１）種のレンズモジュール２０（以下、ズーム可能ＬＭ２０と表記する）が含まれている。
【００５２】
そのため、第３画像センサ１の本体モジュール１０は、ズーム可能ＬＭ２０のズーム／絞りに関する設定を変更するためのズーム可能ＬＭ調整部１９を備えている。なお、このズーム可能ＬＭ調整部１９は、ズーム／絞りの設定変更時に、現在の（変更後の）ズーム設定値及び絞り設定値を生成・設定部１４に通知する機能、及び、生成・設定部１４から所定の要求に応答して、現在のズーム設定値及び絞り設定値を生成・設定部１４に通知する機能を有している。
【００５３】
また、第３画像センサ１用の各ズーム可能ＬＭ２０の不揮発性メモリ２２には、射出瞳径・位置情報と瞳径縮小率情報とが記憶されている。
【００５４】
射出瞳径・位置情報は、自ズーム可能ＬＭ２０におけるズーム設定値（ズーム倍率の設定値）と射出瞳径及び射出瞳位置との間の関係を示す情報である。すなわち、ズーム設定値が変更されると、図１２に模式的に示したように、射出瞳の径及び位置が変化する。射出瞳径・位置情報は、ズーム設定値と射出瞳径及び射出瞳位置間のこの関係を示す情報である。射出瞳径・位置情報としては、例えば、図１３に示した構成（データ構造）の情報が使用される。
【００５５】
また、ズーム可能ＬＭ２０の絞り（Ｆ値）が変更されると、図１４に模式的に示したように、撮像素子３１への光の照射源範囲の径が、絞り（Ｆ値）に応じて小さくなる。瞳径縮小率情報は、絞り設定値（Ｆ値の設定値）と、“実際の照射源範囲の径”／“絞りがないときの照射源範囲（つまり、射出瞳）の径”（以下、射出瞳縮小率と表記する）との間の関係を示す情報である。この瞳径縮小率情報としては、例えば、図１５に示した構成の情報が使用される。
【００５６】
そして、第３画像センサ１の本体モジュール１０は、生成・設定部１４が以下の処理を行うように、構成（プログラミング）されている。
【００５７】
生成・設定部１４は、取得部１５から各種情報が通知された場合には、射出瞳径・位置情報及び瞳径縮小率情報が通知されたか否かにより、本体モジュール１０に装着されているレンズモジュール２０がズーム可能ＬＭ２０であるか否かを判断する。本体モジュール１０に装着されているレンズモジュール２０がズーム可能ＬＭ２０ではなかった場合、生成・設定部１４は、第１本体モジュール１０内の生成・設定部１４と同手順でシェーディング補正情報を生成して補正部１１に設定する。
【００５８】
一方、本体モジュール１０に装着されているレンズモジュール２０がズーム可能ＬＭ２０であった場合、生成・設定部１４は、ズーム可能ＬＭ調整部１９から現在のズーム設定値及び絞り設定値を取得する。そして、生成・設定部１４は、取得部１５から通知されて
いる射出瞳径・位置情報と取得したズーム設定値とから、ズーム可能ＬＭ２０の現在の射出瞳径と射出瞳位置とを把握する。また、生成・設定部１４は、取得部１５から通知されている取瞳径縮小率情報と取得した絞り設定値とから、現在の絞り設定値における射出瞳径縮小率を特定する。さらに、生成・設定部１４は、把握済みの射出瞳径に、特定した射出瞳径縮小率を乗ずることで、絞り考慮射出瞳径を算出する。
【００５９】
そして、生成・設定部１４は、そのようにして得た射出瞳位置及び絞り考慮射出瞳径に基づき、第１本体モジュール１０内の生成・設定部１４が行うものと同手順の処理によりシェーディング補正情報を生成して補正部１１に設定する。
【００６０】
また、生成・設定部１４は、ズーム可能ＬＭ調整部１９から現在のズーム設定値及び絞り設定値が通知された場合には、取得部１５から電源投入時に通知された、内部に保持している射出瞳径・位置情報及び瞳径縮小率情報と、ズーム可能ＬＭ調整部１９から通知されたズーム設定値と絞り設定値とに基づき、上記手順でシェーディング補正情報を生成して補正部１１に設定する。
【００６１】
以上、説明したように、本実施形態に係る画像センサ１の本体モジュール１０は、ズーム可能ＬＭ２０のズーム／絞りが変更された場合にも、変更後の状況に応じた内容のシェーディング補正を、撮像モジュール３０からの画像データに施すことが出来る。従って、上記構成を採用しておけば、ユーザが、シェーディングによる性能劣化を憂慮することなく、レンズモジュール２０及び撮像モジュール３０を選択可能な画像センサ１であって、レンズモジュール２０としてズーム可能ＬＭ２０も選択可能な画像センサ１を実現できることになる。
【００６２】
《第４実施形態》
図１６に、第４画像センサ１（第４実施形態に係る画像センサ１）の概略構成を示す。
この第４画像センサ１は、第３画像センサ１（図１１）を変形したものである。以下、第４画像センサ１の構成及び動作を、第３画像センサ１と異なる部分を中心に説明する。
【００６３】
第４画像センサ１も、第３画像センサ１（及び第１，第２画像センサ１）と同様に、利用可能なモジュールとして、各種仕様のレンズモジュール２０及び撮像モジュール３０が用意されている装置である。また、第４画像センサ１用のレンズモジュール２０の中にも、第３画像センサ１と同様に、ズーム可変ＬＭ２０が含まれている。
【００６４】
ただし、第４画像センサ１用の各レンズモジュール２０の不揮発性メモリ２２には、自レンズモジュール２０の形式を示す形式情報が記憶されている。また、第４画像センサ１用の各撮像モジュール３０の不揮発性メモリ３２には、自撮像モジュール３０の形式を示す形式情報が記憶されている。
【００６５】
第４本体モジュール１０（第４画像センサ１の本体モジュール１０）には、撮像素子情報テーブル４１、射出瞳情報テーブル４２及び瞳径縮小率テーブル４３を記憶した記憶部４０が設けられている。
【００６６】
図１７、図１８、図１９に、それぞれ、撮像素子情報テーブル４１、射出瞳情報テーブル４２、瞳径縮小率テーブル４３の構成例を示す。図１７に示してあるように  撮像素子情報テーブル４１は、各撮像モジュール３０の形式情報に対応づけた形で、各撮像モジュール３０内の撮像素子３１の画素サイズ、Ｘ方向画素数、Ｙ方向画素数及び入射角特性情報を記憶したテーブルである。
【００６７】
射出瞳情報テーブル４２（図１８）は、各レンズモジュール２０の形式情報に対応づけ
た形で、ズーム可能ＬＭ２０については、ズーム設定値と射出瞳径及び射出瞳位置との間の関係を示す情報を記憶し、ズーム機能を有さないレンズモジュール２０については、射出瞳径及び射出瞳位置を記憶したテーブルである。瞳径縮小率テーブル４３（図１９）は、各ズーム可能ＬＭ２０の形式情報に対応づけた形で、各ズーム可能ＬＭ２０の絞り設定値（Ｆ値の設定値）と射出瞳縮小率との間の関係を示す情報を記憶したテーブルである。
【００６８】
すなわち、第４本体モジュール１０の記憶部４０には、第３画像センサ１用の各レンズモジュール２０の不揮発性メモリ２２に記憶されているものと同じ情報（図１８，図１９）が形式情報別に記憶されている。また、記憶部４０には、第３画像センサ１用の各撮像モジュール３０の不揮発性メモリ３２に記憶されているものと同じ情報（図１７）が形式情報別に記憶されている。
【００６９】
そのため、第４本体モジュール１０は、生成・設定部１４が、取得部１５から通知されるＬＭ形式情報及びＣＭ形式情報に基づき、第３本体モジュール１０内の生成・設定部１４と本質的には同じ処理を行うように、構成されている。
【００７０】
具体的には、第４本体モジュール１０の生成・設定部１４は、第４本体モジュール１０の電源投入により取得部１５からＬＭ形式情報及びＣＭ形式情報が通知された場合には、当該ＬＭ形式情報に対応づけられている情報を撮像素子情報テーブル４１から読み出す。また、生成・設定部１４は、ＬＭ形式情報に基づき、本体モジュール１０に装着されているレンズモジュール２０がズーム可能ＬＭ２０であるか否かを判断する。本体モジュール１０に装着されているレンズモジュール２０がズーム可能ＬＭ２０ではなかった場合、生成・設定部１４は、ＬＭ形式情報に対応づけられている射出瞳径及び射出瞳位置を射出瞳情報テーブル４２から読み出す。そして、生成・設定部１４は、第３本体モジュール１０内の生成・設定部１４と同手順でシェーディング補正情報を生成して補正部１１に設定する。
【００７１】
一方、本体モジュール１０に装着されているレンズモジュール２０がズーム可能ＬＭ２０であった場合、生成・設定部１４は、ＬＭ形式情報に対応づけられている情報を射出瞳情報テーブル４２及び瞳径縮小率テーブル４３から読み出す。また、生成・設定部１４は、ズーム可能ＬＭ調整部１９から現在のズーム設定値及び絞り設定値を取得する。そして、生成・設定部１４は、そのようにして収集した情報に基づき、第３本体モジュール１０内の生成・設定部１４と同手順でシェーディング補正情報を生成して補正部１１に設定する。
【００７２】
以上、説明したように、本実施形態に係る画像センサ１の構成を採用しておいても、ユーザが、シェーディングによる性能劣化を憂慮することなく、レンズモジュール２０及び撮像モジュール３０を選択可能な画像センサ１であって、レンズモジュール２０としてズーム可能ＬＭ２０も選択可能な画像センサ１を実現することができる。
【００７３】
《変形例》
上記した各実施形態に係る画像センサ１は、各種の変形を行えるものである。例えば、撮像素子情報テーブル４１、射出瞳情報テーブル４２及び瞳径縮小率テーブル４３を保持した外部装置（情報処理装置５０、他の画像センサ１、インターネット上のストレージ等）を用意した上で、第４実施形態に係る画像センサ１の本体モジュール１０を、当該外部装置にアクセスすることでシェーディング補正情報に生成に必要とされる情報を取得するモジュールに変形しても良い。
【００７４】
また、第１実施形態に係る画像センサ１を、図２０に示した構成を有するもの、すなわち、シェーディング補正を行うための補正部３３が撮像モジュール３０側に設けられてい
るものに変形しても良い。他の各実施形態に係る画像センサ１についても、同様の変形を行うことが出来る。第３実施形態に係る画像センサ１を、用意されているレンズモジュール２０の一部又は全てが、ズーム、絞りの一方のみが調整可能なものである装置に変形しても良い。
【００７５】
レンズモジュール２０の不揮発性メモリ２２、撮像モジュール３０の不揮発性メモリ３２に記憶される情報が、上記情報と同一でなくても良い。例えば、本体モジュール１０に装着可能な各撮像モジュール３０の撮像素子３１の画素サイズが同一である場合には、各撮像モジュール３０の不揮発性メモリ３２に画素サイズを記憶させておかなくても良い。
【００７６】
また、レンズモジュール２０を、被写体照明用の光源（ＬＥＤ等）を備えたモジュールに変形しても良い。また、図２１に模式的に示したように、本体モジュール１０を、照明用の光源被写体照明用の光源を備えた照明モジュール６０も装着可能なものに変形しておいても良い。なお、スマートカメラの提供形態（納品形態）として、モジュールを個別に提供し、ユーザー側で組み立てを行う形態と、センサ本体に照明モジュールやレンズモジュールを組み込んだ状態で提供する形態とがある。後者の提供形態の場合、ユーザー側での光学条件の調整などが不要となるため、より簡単に画像センサの導入を行うことができるという利点がある。
【００７７】
＜付記＞
（１）  本体モジュール（１０）と、前記本体モジュール（１０）に装着されたレンズモジュール（２０）及び撮像モジュール（３０）とを含む画像センサ（１）であって、
前記本体モジュール（１０）は、
装着されている撮像モジュール（３０）から当該撮像モジュール（３０）内の撮像素子の大きさを示す撮像素子仕様情報を取得すると共に、装着されているレンズモジュール（２０）から当該レンズモジュール（２０）内の光学系の仕様を示す光学系仕様情報を取得する取得手段（１５）と、
シェーディング補正情報が設定可能な補正手段（１１）であって、設定されているシェーディング補正情報に従って前記撮像モジュール（３０）が出力する画像データに対してシェーディング補正を行う補正手段（１１）と、
前記取得手段（１５）により取得された前記撮像素子仕様情報と前記光学系仕様情報とに基づき、前記撮像モジュール（３０）と前記レンズモジュール（２０）の組み合わせに応じたシェーディング補正情報を生成して前記補正手段（１１）に設定する生成・設定手段（１４）と、
を備える、
ことを特徴とする画像センサ（１）。
【００７８】
（２）  本体モジュール（１０）と、前記本体モジュール（１０）に装着されたレンズモジュール（２０）及び撮像モジュール（３０）とを含む画像センサ（１）であって、
前記本体モジュール（１０）は、
装着されている撮像モジュール（３０）から、その形式を示す形式情報を取得すると共に、装着されているレンズモジュール（２０）から、その形式を示す形式情報を取得する取得手段（１５）と、
シェーディング補正情報が設定可能な補正手段（１１）であって、設定されているシェーディング補正情報に従って前記撮像モジュール（３０）が出力する画像データに対してシェーディング補正を行う補正手段（１１）と、
前記本体モジュール（１０）に装着可能な各撮像モジュール（３０）の形式情報に対応づけた形で各撮像モジュール（３０）内の撮像素子の大きさを示す撮像素子仕様情報を保持すると共に、前記本体モジュール（１０）に装着可能な各レンズモジュール（２０）の形式情報に対応づけた形で各レンズモジュール（２０）内の光学系の仕様を示す光学系仕
様情報を保持した所定の装置（４０）から、前記取得手段（１５）により取得された前記撮像モジュール（３０）の形式情報に対応づけられている前記撮像素子仕様情報及び前記レンズモジュール（２０）の形式情報に対応づけられている前記光学系仕様情報を取得し、取得した情報に基づき、前記撮像モジュール（３０）と前記レンズモジュール（２０）の組み合わせに応じたシェーディング補正情報を生成して前記補正手段（１１）に設定する生成・設定手段（１４）と、
を備える、
ことを特徴とする画像センサ（１）。
【００７９】
（３）  本体モジュール（１０）と、前記本体モジュール（１０）に装着されたレンズモジュール（２０）及び撮像モジュール（３０）とを含む画像センサ（１）であって、
前記撮像モジュール（３０）は、
撮像素子（３１）と、
シェーディング補正情報が設定可能な補正手段（３３）であって、設定されているシェーディング補正情報に従って前記撮像素子（３１）が出力する画像データに対してシェーディング補正を行う補正手段（３３）と、
を備え、
前記本体モジュール（１０）は、
装着されている撮像モジュール（３０）から当該撮像モジュール（３０）内の撮像素子の大きさを示す撮像素子仕様情報を取得すると共に、装着されているレンズモジュール（２０）から当該レンズモジュール（２０）内の光学系の仕様を示す光学系仕様情報を取得する取得手段（１５）と、
前記取得手段（１５）により取得された前記撮像素子仕様情報と前記光学系仕様情報とに基づき、前記撮像モジュール（３０）と前記レンズモジュール（２０）の組み合わせに応じたシェーディング補正情報を生成して前記撮像モジュール（１０）の前記補正手段（３３）に設定する生成・設定手段（１４）と、
を備える、
ことを特徴とする画像センサ。
【符号の説明】
【００８０】
１    画像センサ
１０    本体モジュール
１１    補正部
１２    処理部
１３    通信処理部
１４    生成・設定部
１５    取得部
１７Ｙ    Ｙ方向補正テーブル
１７Ｘ    Ｘ方向補正テーブル
１９    ズーム可能ＬＭ調整部
２０    レンズモジュール
２１    光学系
２２、３２    不揮発性メモリ
３０    撮像モジュール
３１    撮像素子
４０    記憶部
４１    撮像素子情報テーブル
４２    射出瞳情報テーブル
４３    瞳径縮小率テーブル
５０    情報処理装置
【図１】
2019146117.tif 000003
【図２】
2019146117.tif 000004
【図３】
2019146117.tif 000005
【図４】
2019146117.tif 000006
【図５】
2019146117.tif 000007
【図６】
2019146117.tif 000008
【図７Ａ】
2019146117.tif 000009
【図７Ｂ】
2019146117.tif 000010
【図７Ｃ】
2019146117.tif 000011
【図８】
2019146117.tif 000012
【図９】
2019146117.tif 000013
【図１０】
2019146117.tif 000014
【図１１】
2019146117.tif 000015
【図１２】
2019146117.tif 000016
【図１３】
2019146117.tif 000017
【図１４】
2019146117.tif 000018
【図１５】
2019146117.tif 000019
【図１６】
2019146117.tif 000020
【図１７】
2019146117.tif 000021
【図１８】
2019146117.tif 000022
【図１９】
2019146117.tif 000023
【図２０】
2019146117.tif 000024
【図２１】
2019146117.tif 000025