(57)【要約】      （修正有）【課題】シェーディング補正を露光制御と連動させることにより、視認性の良い高画質な撮像を行うことのできる撮像装置の提供を目的とする。【解決手段】設定された撮像パラメータで光学部が受光した光学像を電気信号として出力する撮像部１０１と、撮像部が出力した電気信号に、撮像パラメータに応じたシェーディング補正を行った電気信号を出力するシェーディング補正部１０２と、シェーディング補正部から出力された電気信号を出力する出力部と、シェーディング補正部から出力された電気信号を検波して輝度情報を出力する検波部１０５と、検波部が出力した輝度情報に基づき、撮像部の撮像パラメータと、シェーディング補正部によるシェーディング補正の強度を設定する制御部を備える。【選択図】図１
2015144327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置であって、
設定された撮像パラメータで前記光学部が受光した光学像を電気信号として出力する撮像部と、
前記撮像部が出力した電気信号に、撮像パラメータに応じたシェーディング補正を行った電気信号を出力するシェーディング補正部と、
前記シェーディング補正部から出力された電気信号を出力する出力部と、
前記シェーディング補正部から出力された電気信号を検波して輝度情報を出力する検波部と、
前記検波部が出力した輝度情報に基づき、前記撮像部の撮像パラメータと、前記シェーディング補正部によるシェーディング補正の強度と、を設定する制御部と、
を備えることを特徴とした撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記撮像部の撮像パラメータは、利得制御あるいは絞りを制御するパラメータを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
前記シェーディング補正部は複数の絞りに対応した画面位置情報に応じた補正データが格納されている補正テーブルを有し、前記シェーディング補正部は格納されている絞り以外の補正データを補完して生成することを特徴とした撮像装置
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮像装置において、
前記検波部には入力信号レベルを補正する検波部補正手段を設け、前記制御部は前記シェーディング補正に設定した強度に応じて検波部補正手段の補正強度を設定することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮像装置において、
前記シェーディング補正部に格納されている補正テーブルは撮像部が出力する色ごとに異なる補正テーブルを備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、（特許文献１）がある。特許文献１には、発明が解決しようとする課題として「民生用のＣＣＤ固体撮像素子やＣＭＯＳセンサを用いたデジタルカメラなどの分野においては、コスト的な制約が大きいため、ある程度のコストで、ある程度の補正精度を保証するようなシェーディング補正方法が好ましいが、このようなシェーディング補正方法については、好適なものが提案されていない。そこで本発明の目的は、民生用のカメラシステムなどにおいて、限られたコスト（ゲート数）で最適なシェーディング補正を行うことができるシェーディング補正方法及び装置を提供することにある。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６９２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１では、レンズの絞りの状態によるシェーディングの違いについては考慮されておらず、視認性を考慮した適切なシェーディング補正を実現する点で改良の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、特許請求の範囲に記載の、設定された撮像パラメータで光学部が受光した光学像を電気信号として出力する撮像部と、撮像部が出力した電気信号に、撮像パラメータに応じたシェーディング補正を行った電気信号を出力するシェーディング補正部と、シェーディング補正部から出力された電気信号を出力する出力部と、シェーディング補正部から出力された電気信号を検波して輝度情報を出力する検波部と、検波部が出力した輝度情報に基づき、撮像部の撮像パラメータと、シェーディング補正部によるシェーディング補正の強度と、を設定する制御部と、を有する構成を採用する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、適切なシェーディング補正を行うことができ、画像周辺部まで視認性のよい撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施例における撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】撮像部の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】周辺画素の光量変化の一例である。
【図４】シェーディング補正部の一例を示すブロック図である。
【図５】シェーディング補正部のブロック分割の一例である。
【図６】光学部の絞りによる補正量の違いの一例である。
【図７】画面位置による信号レベル変化の一例である。
【図８】制御部のシェーディング補正の処理フローの一例である。
【図９】シェーディング補正制御の一例を示す図である。
【図１０】制御部のシェーディング補正の処理フローの一例である。
【図１１】一実施例における撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１２】画面位置による信号レベル変化の一例である。
【図１３】一実施例における撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１４】シェーディング補正部の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【実施例１】
【０００９】
本実施形態では、レンズの絞りに応じてシューディング補正強度を変える撮像装置について例を用いて説明する。
【００１０】
図１は、実施例１における撮像装置の全体構成を示すブロック図である。１００は撮像装置であり、１０１は撮像部、１０２はシェーディング補正部、１０３は信号処理部、１０４は画像出力部、１０５は検波部、１０６は制御部である。以下、各々のブロックについて説明する。
【００１１】
撮像部１０１は、例えば、撮像レンズ、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含むレンズ群、絞り、シャッター、ＣＣＤまたはＣＭＯＳなどの撮像素子等で構成されるイメージセンサ、増幅器及びＡＤコンバータ等から構成され、イメージセンサで受光した光学像を光電変換し、電気信号として出力する。
【００１２】
シェーディング補正部１０２は、主に撮像部１０１に起因して周辺光量が落ちることによる信号レベルの低下を補正するブロックである。シェーディング補正部１０２は、例えば、撮像部１０１のシェーディングの要因である絞りのいくつかの設定値に対応した補正データが格納されている補正テーブルと、後述する制御部１０６が設定した補正パラメータと補正テーブルの補正データとから画素毎の補正係数を算出し、算出した補正係数を入力画素と演算処理する演算処理部で構成される。シェーディング補正部１０２は、撮像部１０１からの電気信号を、演算処理し、シェーディング補正処理後の電気信号を出力する。
【００１３】
検波部１０５は、主に撮像部１０１の露光制御を行う判断要素取得の為に、撮像した映像の信号レベル等の明るさ情報を検出するブロックである。明るさ情報の検出方法としては、例えば、制御部１０６から指定された領域の入力信号の画素毎の信号レベルの平均値から明るさ等の情報である検波結果を出力する。
【００１４】
なお、検出方法としては上記に限ったものではなく、信号レベルのヒストグラムを取得し、その結果から明るさのレベルを求めてもよいし、信号レベルが飽和している画素を除いた平均値とすることで検波結果の精度を高めてもよいし、信号レベルが飽和している画素数に応じて明るさのレベルを判断する方法等、明るさのレベルが判断できる方法であればよい。
【００１５】
信号処理部１０３は、シェーディング補正部１０２が出力した信号から、分離処理やデモザイキング処理等を行い、映像信号を生成する。さらに、必要に応じて、生成した映像信号の輝度、コントラスト、色合い等の調整や、ノイズ除去等の処理を行う。
【００１６】
画像出力部１０４は、撮像装置１００が出力する機器、例えば、液晶ディスプレイ等の表示装置や、ハードディスク等の記憶部を備えた録画装置等が受信可能な信号に変換して出力する。また、ネットワークで接続する場合は、表示装置等で受信可能な動画像の伝送方式に対応した形に変換して出力する。
【００１７】
制御部１０６は検波部１０５が出力した明るさ情報から、撮像部１０１およびシェーディング補正部１０２を制御する。例えば、制御部１０６は予め設定されている目標の明るさ情報と、検波部１０５から取得した明るさ情報とを比較し、明るさの過不足があれば目標値に近づくように、撮像部１０１の絞り値やシャッター速度、増幅器の利得の値を決定して、撮像部１０１に設定する。
【００１８】
ここで、撮像部１０１の設定値がシェーディングの状態を変える場合、例えば、絞り値を変えた場合等には、制御部１０６は、適切なシェーディング補正が行えるようにシェーディング補正部１０２の補正パラメータを設定する。補正パラメータについての詳細は後述するが、例えば、シェーディング補正部１０２に絞りに対応したいくつかの補正テーブルがあれば、撮像部１０１に設定した絞り値を挟む絞り値に対応した２個の補正テーブルの選択ＩＤ、選択した補正テーブルの補正データから設定した絞り値に対応した補正データを算出するための補間係数、算出した補正データが入力画素に与える影響の割合を指定するシェーディング補正の強度を決める補正強度等である。
【００１９】
ここで、補正強度は、例えば、設定した絞り値における最大補正量と、許容できる最大補正量とから算出する。許容できる最大補正量は、例えば、補正が大きくかかる部分の撮像装置１００の出力画像の画質、例えば、輝度や色の階調、ノイズ、解像度等から判断し、予め設定しておく。
【００２０】
制御部１０６は、例えば、補正量の最大値が予め設定した最大値を超えない場合は、被写体が均一な照度の場合にシェーディング補正の出力信号レベルが均一になるように補正強度を強くし、シェーディング補正量の最大値が予め設定した最大値を超える場合は補正強度を弱めることにより視認性低下を防止する。
【００２１】
監視カメラの撮像装置では、夜間から日中の明るさまで、外光量が大きく変化しても常に視認性の良い映像が得られるように露光制御を行う。撮像装置の露光制御では、光学レンズの絞りやシャッター速度および利得等の露光条件を制御する。監視カメラ用途では動きの有る被写体を低照度下で撮影する必要があり、できるだけ多くの光量を得るため、レンズの絞りを開放端に近い状態で使用する場合が多い。
【００２２】
レンズの絞りを開放端に近づけると、周辺部の光量が中心部の光量よりも少なることにより生じる撮像画像のシェーディングの量が大きくなる。高価なレンズではシェーディングが生じないような工夫がされているが、限られたコストで製造される撮像装置では、高価なレンズを使用することができず、大きなシェーディングが生じる場合が多い。また、監視カメラ用途のレンズでは、高倍率のズームレンズや広角レンズが使われることが多く、大きなシェーディングを要因となっている。この為、出力される画像に対して完全にシェーディング補正を行ってしまうと、周辺部の輝度や色の階調が減る、解像度が低下する、あるいは、ノイズ量が増えるなど、視認性が低下する場合がある。
【００２３】
以上説明したように、本発明の撮像装置１００では、検波部１０５の出力情報から制御部１０６で撮像部の絞り値を決定し、設定した絞り値に対応して適切なシェーディング補正が可能なため、撮像部にシェーディングがあっても視認性のよい撮像装置を提供することができる。
【００２４】
以下、撮像部１０１を構成する各部分の一例について図面を用いて詳細に説明する。
図２は撮像部１０１の一例を示す構成を説明する図である。図１と同じものには同じ番号を付してある。撮像部１０１は、例えば、レンズ部２０１と絞り２０２で構成される光学部２００と、イメージセンサ部２０３と、信号レベルを増幅する増幅部２０４と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部２０５で構成される。レンズ部２０１は、例えば、撮像レンズ、ズームレンズやフォーカスレンズを含むレンズ群であり、絞り２０２を開閉することのより光学部２００から出力する光量を調整する。なお、色再現性を良くするために赤外光をカットする赤外光カットフィルタをレンズ部２０１に設けてもよい。
【００２５】
撮像部１０１への入射光は、光学部２００を通してイメージセンサ部２０３に入射する。イメージセンサ部２０３では制御部１０６が光電変換を行い、イメージセンサ部２０３で受光した光の光量に対応した信号を出力する。増幅部２０４はイメージセンサ部から出力された信号を増幅する。ＡＤ変換部２０５は増幅部２０４で増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００２６】
撮像部１０１から出力される信号のレベルは、例えば、光学部２００の絞り２０２やイメージセンサ部２０３の露光時間、増幅部２０４の利得を調整することにより制御する。夜間等の暗い被写体を撮像する監視カメラ用途では、動画像ではイメージセンサ部２０３の露光時間が画像のフレームレートより短いため、光学部２００の絞りを開き、増幅部２０４の利得をあげて撮影する場合が多い。
【００２７】
光学部の絞りを開くと、撮像部が全面均一に照射されている被写体を撮像しても、撮像部から出力される信号レベルにばらつきが生じる収差や、中心部の光量に対する周辺光量の低下であるシェーディング等の輝度むら生じる。さらに、監視カメラでは高倍率のズームレンズや、広い範囲を撮影するために広角レンズや、廉価なレンズの採用により輝度むらが生じやすい。
【００２８】
図３に均一の照度の被写体を撮像した場合の、光学部２００から出力される中心に対する光量比を示す。横軸は撮像部１０１の出力信号を表示装置に表示させた場合の画面位置である。３４１は絞り２０２が開端の時の光量分布であり、３４２は絞り２０２が閉端（もっとも絞りが絞られて撮像されている状態）の時の光量分布を示している。絞りが閉端状態の光量分布３４２では、中心部と周辺部の光量に差がほとんどないのに対し、絞りが開端の状態の光量分布３４１では中心部に対して周辺部の光量が少なくなる。この光学部２００で生じた光量差により生じる、撮像装置１００のシェーディングを補正する本発明のシェーディング補正について次に説明する。
【００２９】
シェーディング補正部１０２の一例について、図面を用いて以下に詳細に説明する。
図４はシェーディング補正部１０２の構成を説明する図である。図１と同じものには同じ番号を付してある。
【００３０】
シェーディング補正部１０２は、例えば、画面位置及び絞り値に応じた補正を行うための補正データテーブル３０１と、補正テーブルから画素毎の補正係数を算出する補正係数算出部３０２と、補正係数と入力画素データを乗算する補正処理部３０３で構成される。
【００３１】
補正データテーブル３０１は、複数の補正テーブルを格納しており、それぞれの補正テーブルには画面位置やレンズの絞りにより生じるシェーディングに応じてシェーディング補正量等が補正データとして設定されている。補正データテーブル３０１の補正テーブルに格納する補正データは、全ての画素に対応した補正データである必要はなく、例えば、画面をブロックに分割して、各ブロックの頂点に対応した画素の補正データを記憶し、各画素の位置に応じて、各ブロックの頂点の補正データを用いた補間処理を行うことにより、各画素の補正データを算出する。
【００３２】
図５に１画面を水平方向に８ブロック、垂直方向に６ブロックの４８ブロックに分割するブロック分割例を示す。５００は画面上左端の画素の座標位置を示しており、５０１は画面下右端の画素の位置を示し、座標位置５００と、５１０、５１１、５１２は左端最上部のブロックの頂点の画素の座標位置を示している。上記分割例では補正データテーブル３０１の補正テーブル毎に、各ブロックの頂点毎、すなわち水平９個×垂直７個、計６３個の補正データが格納されている。各頂点以外の画素の補正データは、例えば、画素の位置から所属するブロックを判定し、所属するブロックの各頂点の補正データに算出する画素から各頂点までの距離に従い重み付けを行って加算し、算出する。
【００３３】
ここで、例えば、算出する画素が座標位置５００、座標位置５１０、座標位置５１１、座標位置５１２の全座標から等距離である場合、座標位置５００の補正データ、座標位置５１０の補正データ、座標位置５１１の補正データ、座標位置５１２の補正データの平均値が算出する画素の補正データとなる。
【００３４】
以上、画面のブロック分割例について説明したが、水平方向および垂直方向の分割数は一例であり、上記に限ったものではない。また、各ブロックの幅あるいは高さは同じ幅あるいは高さにする必要はなく、各ブロックの水平座標および垂直座標を同時に格納し、例えば、補正データが大きく変化する上下左右端からの１〜数ブロックの幅あるいは高さを短く、補正データが大きく変化しない上記以外のブロックの幅あるいは高さを長くしてもよく、また、幅については左右端のブロックから中央部のブロックの順で幅を長くし、高さについては上下端のブロックから中央部のブロックの順で高さを長くしてもよい。これによってより精度の高い補間ができる。例えば図５の例では座標位置５００、５１０、５１１、５１２が含まれるブロックの高さは図５の中央付近のブロックと比較して高さが短くなっている。
【００３５】
また、補正データテーブル３０１には、全ての絞り値等に対応した補正テーブルを設けるのではなく、例えば、絞り値の異なる補正テーブルから補間することができる。図６に、ある画素、例えば、座標位置５００の補正データテーブル３０１に格納されている補正データと補間した補正データをグラフにした一例を示す。横軸は絞り２０２の開端から閉端、いわゆる絞り値を示しており、縦軸は補正量を示している。
【００３６】
図６では３個の絞りに対応した補正テーブルが格納されていることを示しており、５２１、５２２および５２３は各補正テーブルに格納されている補正データであり、例えば、補正データ５２１は絞り設定値Ａの補正テーブル、補正データ５２２は絞り設定値Ｂの補正テーブル、補正データ５２３は絞り設定値Ｃの補正テーブルに格納されている。５３０は補正係数算出部３０２が算出した補間補正データの一例である。補間補正データ５３０は、制御部１０６が設定する補正パラメータと補正テーブルの補正データにより算出する。補正パラメータは、例えば、補正テーブルを識別するための補正テーブルＩＤと重み付け係数である。
【００３７】
補正テーブルＩＤは、例えば、制御部１０６が撮像部１０１に設定した絞り２０２の設定値が、絞り設定値Ｂと絞り設定値Ｃの間にある場合は、制御部１０６は絞り値設定Ｂの補正テーブルＩＤと、絞り設定値Ｃの補正テーブルのＩＤが選択される。重み係数は、例えば、制御部１０６が絞り２０２の設定値と絞り設定値Ｂとの差分と、絞り２０２の設定値と絞り設定値Ｃとの差分の比から決定する。例えば、算出する画素の座標位置５００の場合は、絞り設定値Ｂの補正テーブルの補正データ５２２と絞り設定値Ｃの補正テーブルの補正データ５２３に制御部１０６が設定した重み係数を各々乗じて値を加算することにより補間補正データ５３０を算出する。また、算出する画素が図６で説明したブロックの頂点以外の場合は、予め座標位置に対応した絞り設定値Ｂの補正データと絞り設定値Ｃの補正データを求めてから重み係数を各々乗じることにより補間補正データを算出する。
【００３８】
以上説明した補間補正データ５３０と同様に補正係数算出部３０２では画素毎に補間補正データを求め、補間補正データを補正係数として補正処理部３０３で入力信号と乗算することにより、均一照度の被写体を撮像した場合に画面全体を同じ輝度にする理想的なシェーディング補正ができる。
【００３９】
以上、３個の絞り設定値に対して各々補正テーブルを設ける例について説明したが、個数および間隔は一例であり、上記個数に限ったものではない。
【００４０】
さらに、シェーディング補正部１０２の補正係数算出部３０２は、算出した補正データに、補正強度を設定することにより、周辺部の信号レベルの落ち込みが大きな場合でも適切なシェーディング補正を行う。以下、補正強度の設定例について説明する。
【００４１】
図７に補間補正データの一例をグラフにしたものを示す。横軸は水平方向の画面位置を示しており、３３４は、例えば、光学部２００の絞り２０２のある絞り設定値において中心部との光量差が最も大きな画素を含む水平方向1ラインの補正量であり、各々の画素が中心部と同じ輝度で表示されるために必要な補正量を示している。３３５は設定するシェーディング補正量の最大値であり、３３６は補正量３３４のシェーディング補正強度を制限した場合の補正量を示す。
【００４２】
設定するシェーディング補正量の最大値３３５は、実際に使用する撮像部１０１により異なり、補正が大きくかかる部分の撮像装置１００の出力画像の画質、例えば、輝度や色の階調、ノイズ、解像度等から最大許容値を判断し、予め設定しておく。全画面の輝度を均一とする理想的なシェーディング補正をした場合の補正量３３４が設定したシェーディング補正量の最大値３３５より大きくなった場合、補正量３３４のシェーディング補正をすると周辺部では画質が低下することが予想される。この為、例えば、制御部１０６は、補正量３３４の最大値が設定したシェーディング補正の最大値となるように補正強度を決定し、シェーディング補正部１０２に設定する。シェーディング補正部１０２の補正係数算出部３０２では、補正量３３４と補正強度を乗算して補正量３３６を求め、補正量３３６を補正係数として補正処理部３０３で入力信号と乗算する。以上説明したシェーディング補正部により、周辺部の画質を考慮したシェーディング補正ができる。
【００４３】
なお、上記説明では全画面均一の強度設定をする補正方法について説明したが、補正量３３４のうち、設定したシェーディング補正量の最大値３３５を超える部分では、補正量を設定したシェーディング補正量の最大値３３５に設定する等、周辺部のみの制限としてもよい。この場合、画面上に輝度の段差が生じる場合があるが、処理が簡易的にできる利点がある。
【００４４】
以上説明したシェーディング補正部１０２により、適切なシェーディング補正が可能なため、撮像部にシェーディングがあっても視認性のよい撮像装置を提供することができる。
【００４５】
以上説明した撮像装置１００の制御部１０６の処理フローについて、以下説明する。
図８に、制御部１０６のシェーディング補正制御の処理フローの一例を示す。制御部１０６はステップＳ１００１で、検波部１０５から明るさ情報等の検波結果を取得し、ステップＳ１００２に進む。ステップ１００２では、取得した検波結果と検波結果に期待する明るさ情報の目標値である露光目標値を比較して、露光目標値の範囲以内であれば処理を終了する。検波部１０５の検波結果が露光目標値の範囲外の場合は、ステップＳ１００３に進む。
【００４６】
ステップＳ１００３では、露光目標値からのずれ量から、撮像部１０１の撮像条件である絞り値、シャッター速度値、増幅器の利得値を決定する。例えば、検波部１０５の検波結果から露光目標値よりも明るいと判断した場合は、明るさの差分に応じて絞り値を小さく、シャッター速度を速くする、利得値を下げる等の処理を行う。また、検波結果が露光目標値よりも暗いと判断した場合は、明るさの差分に応じて絞り値を大きくする、シャッター速度を遅くする、利得値を上げる等の処理を行う。
【００４７】
ここで、絞り値が変更されない場合、ステップＳ１００４でシェーディング量に変化がないと判断し、処理を終了する。また、絞り値が変更される場合は、シェーディング量にも変化があるので、ステップＳ１００５に進む。ステップＳ１００５では、シェーディング補正部１０２に設定するパラメータを決定し、シェーディング補正部に設定し、処理を終了する。
【００４８】
なお、上記処理は、撮像している間は繰り開始処理され、常に撮像部１０１の露光制御やシェーディング補正部１０２の補正制御は、被写体の照度により適切にされている。
【００４９】
また、撮像部１０１の絞りが変化する速度が遅い、あるいは、露光制御の発振防止のために絞り値の変化速度を遅くしている等の場合、シェーディング補正部１０２の補正量が撮像部の絞りに対応した割合となるように、制御部１０６はシェーディング補正部１０２の補正パラメータの決定および設定を行う。
【００５０】
以上説明したように、本発明の撮像装置１００では、検波部１０５の出力情報から制御部１０６で撮像部の絞り値を決定し、設定した絞り値に対応したシェーディング補正が可能なため、露光制御に対応したシェーディング補正が可能な撮像装置を提供することができる。
【００５１】
なお、以上の説明では、シェーディング補正部１０２の輝度に関しての補正について説明したが、レンズおよびセンサの特性により、色ごとに異なるシェーディング特性を示す場合がある。この場合、撮像部１０１から出力される電気信号の色毎、例えば、赤、青、緑等の色毎に、シェーディング補正部１０２では補正テーブルデータを用意し、補正係数を算出する補正テーブルデータを画素毎に切り替えることにより、色毎に適切なシェーディング補正を行うことができ、色の収差や色むらも改善することができる。
【実施例２】
【００５２】
本実施例では、撮像部１０１の増幅部の利得に応じて、シェーディング補正部１０２の補正強度を決定する撮像装置について説明する。
【００５３】
露光制御で撮像部１０１の増幅器の利得を変化させる場合のシェーディング補正部１０２の制御について説明する。図９に、均一照度の被写体の照度を変化させて撮像部１０１で撮像した場合の、（１）ある周辺部画素の中心部画素に対する光量比の変化例、（２）はある周辺画素部および中心画素部のノイズ量の変化例、（３）ある周辺部画素のシェーディング補正部１０２から出力される中心部画素に対する信号レベル比の変化例を示す。
【００５４】
（１）の４００は中心部画素の光量比、４０１はある周辺部画素の光量比を示している。周辺部画素の光量比４０１は照度が高いところでは、中心部と周辺部の光量にほぼ差はない。照度が下がっていいき、露光調整で絞りを開いていくと中央部画素の光量比４００に対して差が大きくなり、絞りが開端で光差は最大となる。さらに照度が下がると撮像部１０１では増幅部の利得を大きくしていく。増幅部の利得は、中心部画素と周辺部画素に違いがない為、光量比は一定となる。一方、増幅部の利得を大きくするとノイズは大きくなる。
【００５５】
（２）の４０２は周辺画素部および中心画素部のノイズ量を示している。ノイズ量は絞りを変化させても変わらないので、絞りで対応可能な照度では、ノイズ量は一定であるが、増幅器の利得を大きくしていくとノイズは大きくなっていく。ここで、ノイズ量が増加した場合、シェーディング補正部１０２で周辺部の信号レベルを増幅させるとさらにノイズを増幅することになり、シェーディング補正効果よりノイズの分布差が大きくなり、ノイズのほうがシェーディングよりも目立つ場合がある。従って、ノイズ量に応じてシェーディング補正部１０２の補正強度を下げる。
【００５６】
（３）の４１０は中心部画素の信号レベル、４１１はシェーディング補正部１０２に入力する周辺部画素の信号レベル、４１２はシェーディング補正部１０２から出力する周辺部画素の信号レベルを示す。周辺画素部の信号レベル４１２では、増幅器の利得が小さい時はシェーディング補正部の強度を強くし、周辺部画素の信号レベルをほぼ中心部画素の信号レベルになるように補正し、シェーディングをほぼ完全に補正すし、利得が大きくするに従いシェーディング補正部１０２の補正強度を小さくしてノイズの増幅を防止することを示している。
【００５７】
以上説明したシェーディング補正部１０２の制御により、ノイズが大きくなることが予想される画像では、シェーディング補正強度を弱めることにより、ノイズの増幅を抑え、視認性の良い画像とすることができる。
【００５８】
なお、上記シェーディング補正部１０２の制御例では、露光制御が絞りで対応可能な範囲である場合に、シェーディング補正部１０２の強度を一定にした場合で説明したが、シェーディング補正部１０２の補正により周辺部のノイズ増加により視認性劣化が見込まれる場合は、実施例１で説明したように、絞りが開端になる前からシェーディング補正部１０２の補正強度を弱める制御をしてもよい。
【００５９】
以上説明した撮像装置１００の制御部１０６の処理フローについて、以下説明する。
図１０に、制御部１０６のシェーディング補正制御の処理フローの一例を示す。図８と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
【００６０】
ステップＳ１００４あるいはステップＳ１００５の処理の後、ステップＳ１００６で撮像部１０１の増幅器の利得に変化がないかを判断し、変化がない場合は処理を終了し、変化がある場合はステップＳ１００７に進む。ステップＳ１００７では、撮像部１０１の増幅器の利得からシェーディング補正部１０２に設定する適切な強度を決定し、シェーディング補正部１０２に設定し、処理を終了する。
【００６１】
以上説明したように、本発明の撮像装置１００では、検波部１０５の出力情報から制御部１０６で撮像部の絞り値を決定し、設定した絞り値に対応したシェーディング補正が可能なため、露光制御に対応したシェーディング補正が可能な撮像装置を提供することができる。
【実施例３】
【００６２】
本実施例では、シェーディング補正の強度に応じて、検波部の検波結果を補正する撮像装置について説明する。
【００６３】
図１１は、実施例３における撮像装置６００の全体構成を示すブロック図である。図１と同じ構成要素には同じ番号を付してあり、説明を省略する。
【００６４】
６０１は検波補正部であり、例えば、撮像部１０１のシェーディング量に対して、シェーディング補正部１０２の補正量が不足している場合に、シェーディング補正部から出力された信号レベルに不足量を補い、検波部１０５に出力する。図１２を用いて検波補正部６０１の補正量について説明する。
【００６５】
図１２は画面の水平位置とシェーディング補正部１０２のから出力される信号の信号レベルの一例を示した図である。６３１は、補正強度を最大とし、均一照度の被写体を撮像した場合に画面全体が均一の輝度になるように補正をした場合の信号レベルであり、６３２は周辺部の画質低下を考慮して補正強度を弱くした場合の信号レベルを示す。
【００６６】
例えば、全画面の輝度を均一とする理想的なシェーディング補正を行った場合に、制御部１０６による撮像部１０１の露光調整が安定するように制御部１０６が設定されていると、信号レベル６３２となるようにシェーディング補正がされた信号が検波部１０５を介して制御部１０６に入力された場合に、制御部１０６による露光調整のフィードバック制御と前記シェーディング補正部１０２によるシェーディング補正が振動し、不安定になる。
【００６７】
そこで、検波補正部６０１は、既に説明したシェーディング補正部１０２の出力する信号レベル６３２が信号レベル６３１になるように補正し、検波部１０５に出力する。検波部１０５に入力する信号レベルは、常に全画面の輝度を均一とする理想的なシェーディング補正が行われた状態の明るさ情報と等しくなる。
【００６８】
検波補正部６０１の構成は、例えば、シェーディング補正部１０２と同様な構成であり、制御部１０６からシェーディング補正部１０２と同様な補正パラメータが設定される。検波補正部６０１では、制御部１０６に設定された補正パラメータの補正強度から補正量の不足分を補う検波補正係数を算出し、検波補正係数を補正強度の代わりに使用する。以上説明した検波補正部６０１により、信号レベル６３２を検波補正部６０１の出力を全画面の輝度を均一とする理想的なシェーディング補正を行った信号レベル６３１にできる。なお、検波補正部６０１の補正強度の算出は、検波補正部で処理することに限ったことではなく、制御部１０６で行ってもよい。また、シェーディング補正部１０２の補正テーブル３０１は他のブロックと共有が可能であり、検波補正部６０１では、シェーディング補正部１０２の補正テーブルを使うようにしてもよい。
【００６９】
また、視認性に影響しない検波補正部６０１では、シェーディング補正部１０２と同じ解像度で補正する必要はなく、画面を分割するブロック数をシェーディング補正部１０２より少なくしてもよい。さらに画素単位の補正係数ではなく、ブロック単位で補正係数を算出し、ブロック内の一律の補正係数としてもよい。以上のように、分割数を少なくすることにより、補正データ量の削減、演算量の削減が可能になる。
【００７０】
以上説明したように、本発明では、検波部には常に全画面の輝度を均一とする理想的なシェーディング補正をした場合の信号が入力する為、シェーディング補正の強度に関係なく安定した露光制御が可能になる。
【実施例４】
【００７１】
本実施例では、複数のシェーディング補正が生じる要因がある場合に、適切なシェーディング補正を行う撮像装置について説明する。
【００７２】
図１３は、撮像装置１１００の全体構成を示すブロック図である。図１と同じ構成要素には同じ番号を付してあり、説明を省略する。１１０２はシェーディングに複数の要因がある場合に対応したシェーディング補正部であり、詳細は図１４用いて説明する。図１４はシェーディング補正部１１０２のブロック図の一例である。１２０１は絞り以外の撮像部１０１の設定パラメータの補正テーブル群であり、例えば、ズームレンズのズーム値に応じた補正テーブルが格納されている。ズームレンズでは、ズームレンズのズーム端でシェーディングが少なく、ワイド端でシェーディング量は大きくなる。１２０２は補正係数算出部であり、補正テーブル３０１と補正テーブル１２０１と制御部で設定される補正用パラメータから入力信号を補正する補正係数を算出する。
【００７３】
制御部１０６で設定する補正パラメータは、例えば、撮像部１０１の設定値に応じて、絞りの補正データテーブル３０１から選択する補正テーブルのＩＤ、選択した補正テーブルの補正データから設定した絞り値に対応した補正データを算出するための絞り用の補間係数、ズームの補正テーブル１２０１から選択する補正テーブルＩＤと、選択した補正テーブルの補正データから設定したズーム値に対応した補正データを算出するためのズーム用の補間係数と、補正強度である。補正係数算出部１２０２は絞りの補正テーブルと補間係数から絞りの補正データを算出し、ズームの補正テーブルと補間係数からズームの補正データを算出し、絞りの補正データとズームの補正データと補正強度から補正係数を算出する。
【００７４】
以上説明したシェーディング補正部１１０２により、複数の要因があるシェーディング補正においても適切なシェーディング補正を行うことができる撮像装置を提供することができる。
【００７５】
なお、上記説明は絞りとズームの２つの要因について説明したが、フォーカスレンズやセンサの感度むら等、シェーディングや輝度むらを引き起こす要因が増えても、補正テーブルを増やし、同様に制御すことにより対応が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１００：撮像装置、１０１：撮像部、１０２：シェーディング補正部、１０３：信号処理部、１０４：画像出力部、１０５：検波部、１０６：制御部、
【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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