(57)【要約】【課題】シェーディング特性が光軸を中心として上下左右非対称である場合や、製造工程のばらつきによりカラーフィルタ毎にシェーディング特性が異なる場合などにおいても色シェーディング特性をより正確に補正する。【解決手段】撮像装置が有する標準的なシェーディング情報を記憶させる標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’と、個々の撮像装置が有する各色のシェーディング情報を記憶させる固有シェーディング情報記憶部４１１ａとを備えており、これらの各シェーディング情報に基づいて、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂにより各色に対する色シェーディング補正係数を算出することができる。撮影時には、算出された色シェーディング補正係数に基づいて、色シェーディング補正部４１２により撮像画像の色シェーディング補正を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
色と明るさが一様な被写体を撮像装置により撮影して、該撮像装置毎に各色の固有シェーディング情報を記憶する固有シェーディング情報記憶手段と、
該各色の固有シェーディング情報から得られる色シェーディング特性に基づいて該撮像装置毎に固有の色シェーディング補正係数を作成する色シェーディング補正係数作成手段と、
該色シェーディング補正係数により撮像画像データに対して色シェーディング補正を行う色シェーディング補正手段とを有する撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項２】
前記固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置が有する２色以上の各画素の固有シェーディング情報が記憶されている請求項１に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項３】
前記固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置個々の固有シェーディング情報として、前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の画素データと、該画素データに対応する標準シェーディング特性データの画素データとの差が記憶されている請求項１または２に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項４】
前記固有シェーディング情報記憶手段には、前記撮像装置によって前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の画素のカラー信号と、該カラー信号に対応する標準シェーディング特性データのカラー信号との比、または２色以上の各色の画素データが前記固有シェーディング情報として記憶されている請求項１または２に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項５】
前記撮像装置が有する各色の標準的なシェーディング情報が、前記標準シェーディング特性データとして記憶されている標準シェーディング情報記憶手段を更に有する請求項３に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項６】
前記色シェーディング補正係数作成手段は、前記各色の標準的なシェーディング情報と前記固有シェーディング情報に基づいて前記色シェーディング補正係数を算出する請求項１または５記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項７】
前記色シェーディング補正係数作成手段は、前記各色の標準的なシェーディング情報と前記固有シェーディング情報に基づいて、２色以上の各色のシェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数としてそれぞれ算出する請求項１または５に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項８】
前記固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置によって前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の色毎の点対称となる位置の画素データが前記固有シェーディング情報として記憶されている請求項１に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項９】
前記固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置によって前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の色毎の対角線上の位置の画素データが前記固有シェーディング情報として記憶されている請求項８に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項１０】
前記固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置によって前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の色毎の同一水平軸上の位置および／または同一垂直軸上の位置の画素データが前記固有シェーディング情報として記憶されている請求項８に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項１１】
前記固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像のカラー信号または２色以上の各色の画素データから求められた色シェーディング特性の光学中心位置が記憶されている請求項１および８〜１０のいずれかに記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項１２】
前記固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像のカラー信号または２色以上の各色の画素データから求められた色シェーディング特性の光学中心レベルが記憶されている請求項１および８〜１１のいずれかに記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項１３】
前記固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像のカラー信号または２色以上の各色の画素データから求められた色シェーディング特性の傾きが記憶されている請求項１および８〜１２のいずれかに記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項１４】
前記固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像の２画素以上の輝度レベルが記憶されている請求項１および８〜１０のいずれかに記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項１５】
前記固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像の２画素以上の輝度レベルの比が記憶されている請求項１および８〜１０のいずれかに記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項１６】
前記固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像の輝度レベルから求められた色シェーディング特性の光学中心位置が記憶される請求項１および８〜１０のいずれかに記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項１７】
前記固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像の輝度レベルから求められた色シェーディング特性の光学中心レベルが記憶される請求項１、８〜１０および１６のいずれかに記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項１８】
前記固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像の輝度レベルから求められた色シェーディング特性の傾きが記憶される請求項１、８〜１０、１６および１７のいずれかに記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項１９】
前記色シェーディング補正係数作成手段は、前記固有シェーディング情報に基づいて近似される色シェーディング特性の光学中心位置および光学中心レベルが算出され、これらと標準的なシェーディング情報に基づいて近似される色シェーディング特性の光学中心位置および光学中心レベルとの差がそれぞれ算出され、算出された情報と該標準的なシェーディング情報に基づいてシフトおよびゲイン調整により補正された色シェーディング特性が算出され、該補正された色シェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数として算出する請求項８〜１３および１６〜１８のいずれかに記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項２０】
前記固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置によって前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の色毎の任意位置の各画素データが前記固有シェーディング情報として記憶されている請求項１に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項２１】
前記固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置によって前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の色毎の格子状位置の各画素データが前記固有シェーディング情報として記憶されている請求項２０に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項２２】
前記固有シェーディング情報記憶手段に記憶された隣接する２点または３点以上の画素データに基づいて、記憶されていない画素データを線形補間または非線形補間して色シェーディング特性を得るシェーディング情報補間手段をさらに有する請求項２０または２１に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項２３】
前記色シェーディング補正係数作成手段は、前記色シェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数として算出する請求項２２に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項２４】
前記色シェーディング補正係数作成手段には、前記色シェーディング補正係数を記憶する色シェーディング補正係数記憶手段が設けられている請求項１、６、７、１９および２３のいずれかに記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項２５】
前記色シェーディング補正手段は、補正対象の入力画像データに前記色シェーディング補正係数を乗算して色シェーディング補正を行う請求項１、６、７、１９、２３および２４のいずれかに記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項２６】
前記２色以上の色は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）のうちの少なくとも２原色を含む請求項２、４、７〜１０、２０および２１のいずれかに記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項２７】
前記近似される色シェーディング特性は、二次関数である請求項１９に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項２８】
前記２色以上の画素のカラー信号を第１カラー信号とし、前記標準シェーディング特性データのカラー信号を第２カラー信号とした場合、前記比は、該第２カラー信号／該第１カラー信号である請求項４に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項２９】
前記色シェーディング補正係数作成手段は、前記各色の標準的なシェーディング情報を前記固有シェーディング情報に加えた色シェーディング特性の逆関数として前記色シェーディング補正係数を算出する請求項３に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項３０】
前記色シェーディング補正係数作成手段は、前記各色の標準的なシェーディング情報で前記固有シェーディング情報を割って前記色シェーディング補正係数を算出する請求項４に記載の撮像装置の色シェーディング補正装置。
【請求項３１】
光学系を介して入射された光を各画素毎にそれぞれ光電変換させる固体撮像素子と、該固体撮像素子にて光電変換されて撮像された各画像データの色シェーディング補正を行う請求項１〜３０のいずれかに記載の色シェーディング補正装置とを備えた撮像装置。
【請求項３２】
前記固体撮像素子は、ＣＣＤ型イメージセンサまたはＣＭＯＳ型イメージセンサである請求項３１に記載の撮像装置。
【請求項３３】
撮像装置が有する標準的なシェーディング情報を標準シェーディング情報記憶手段に記憶させる標準シェーディング情報記憶ステップと、
個々の撮像装置が有する２色以上の各画素の固有シェーディング情報を固有シェーディング情報記憶手段に記憶させる固有シェーディング情報記憶ステップと、
該標準シェーディング情報記憶手段および該固有シェーディング情報記憶手段に記憶された各シェーディング情報に基づいて、２色以上のシェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数としてそれぞれ算出する色シェーディング補正係数作成ステップと、
算出された色シェーディング補正係数に基づいて色シェーディング補正を行う色シェーディング補正ステップとを有する撮像装置の色シェーディング補正方法。
【請求項３４】
撮像装置が有する標準的なシェーディング情報を標準シェーディング情報記憶手段に記憶させる標準シェーディング情報記憶ステップと、
個々の撮像装置が有する２色以上の各画素の固有シェーディング情報を固有シェーディング情報記憶手段に記憶させる固有シェーディング情報記憶ステップと、
該固有シェーディング情報に基づいて近似される色シェーディング特性の光学中心位置および光学中心レベルを算出し、これらと該標準的なシェーディング情報に基づいて近似される色シェーディング特性の光学中心位置および光学中心レベルとの差をそれぞれ算出し、算出された情報と該標準的なシェーディング情報を基にシフトおよびゲイン調整により補正された色シェーディング特性を算出し、該補正された色シェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数として算出する色シェーディング補正係数作成ステップと、
算出された色シェーディング補正係数に基づいて色シェーディング補正を行う色シェーディング補正ステップとを有する撮像装置の色シェーディング補正方法。
【請求項３５】
個々の撮像装置が有する２色以上の各画素の固有シェーディング情報を固有シェーディング情報記憶手段に記憶させる固有シェーディング情報記憶ステップと、
該固有シェーディング情報記憶手段に記憶された固有シェーディング情報を用いて、記憶されていない他の固有シェーディング情報を補間して色シェーディング特性を算出するシェーディング情報補間ステップと、
補間された固有シェーディング情報を含む色シェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数として算出する色シェーディング補正係数作成ステップと、
算出された色シェーディング補正係数に基づいて色シェーディング補正を行う色シェーディング補正ステップとを有する撮像装置の色シェーディング補正方法。
【請求項３６】
光学系を介して入射された光を各画素毎にそれぞれ光電変換させる固体撮像素子と、該固体撮像素子で光電変換されて撮像された各画像データの色シェーディング補正を行う色シェーディング補正装置とを備えた撮像装置を製造する際に、前記固有シェーディング情報を、各色と明るさが一様な被写体を該撮像装置毎にそれぞれ撮影することにより得る請求項３３〜３５のいずれかに記載の撮像装置の色シェーディング補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサなどの固体撮像素子を用いたデジタルカメラや携帯型電子情報機器用カメラなどの撮像装置において、撮像装置による撮像画像データに対して色シェーディング補正を行うための撮像装置の色シェーディング補正装置、このシェーディング補正装置を備えた撮像装置、およびこの撮像装置の色シェーディング補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯電話機の小型化に伴って、それに搭載されるカメラモジュールの小型化および低背化が進んでいる。カメラモジュールの低背化を実現するために、カメラモジュールのレンズ（光学系）とイメージセンサ（固体撮像素子）が近接して配置されることによって、色シェーディングと呼ばれる現象が顕著に見られるようになってきている。
【０００３】
この色シェーディングの問題を改善するため、例えば特許文献１に開示されている従来の撮像装置では、カラーフィルタの各色に応じたシェーディング補正係数に基づいて色シェーディング補正が行われている。これを図１５および図１６（ａ）〜図１６（ｃ）を用いて説明する。
【０００４】
図１５に示すように、まず、ステップＳ１０１でレンズの射出瞳位置を検出する。次に、ステップＳ１０２において、ステップＳ１０１で検出したレンズの射出瞳位置を中心として、図１６（ｂ）のようにシェーディング補正係数をＲＧＢ共通で擬似同心円状に変化するように算出する。その後、ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で算出した擬似同心円状に変化するＲＧＢ共通のシェーディング補正係数を、各画素の補正輝度データ（図１６（ａ）に示すＲＧＢのシェーディング特性）に対して乗算などのシェーディング補正演算を行っている。これによって、図１６（ｃ）のようにシェーディング補正が為される。
【０００５】
例えば特許文献２に開示されている従来の撮像装置では、全てが白基準または黒基準の被撮影体が撮像されて全画素領域の白基準データまたは黒基準データが獲得され、それらの基準データを全画素領域にわたって略同一レベルになるように補正するシェーディング補正値が算出されて、そのシェーディング補正値に基づいて画像データが補正されるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２１８２９８号公報
【特許文献２】特開２０００−１３８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術には、以下のような問題がある。
【０００７】
上記特許文献１に開示されている従来の撮像装置では、射出瞳位置情報と撮像レンズのズーム位置、フォーカス位置、像高や絞り量などに基づいてＲＧＢ共通のシェーディング補正係数が算出されており、シェーディング補正係数が同心円状に構成されているため、シェーディング特性が光軸を中心として上下左右非対称である場合や、製造工程のばらつきによりセンサ毎（カラーフィルタ毎）にシェーディング特性が異なる場合などには対処することが困難であった。しかも、図１６（ｃ）に示すように色によってはシェーディング補正できない場合もあった。
【０００８】
また、特許文献２に開示されている従来の撮像装置では、白基準または黒基準の撮像画像データが全画素にわたって略同レベルになるようにシェーディング補正しているものの、本発明のように色と明るさが一様な被写体の撮像画像データから、個々の撮像装置毎にシェーディング補正係数を算出しておらず、撮像装置によってはシェーディング補正できない場合もある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、シェーディング特性が光軸を中心として上下左右非対称である場合や、製造工程のばらつきによりカラーフィルタ毎にシェーディング特性が異なる場合などにおいても色シェーディング特性をより正確に補正できる撮像装置の色シェーディング補正装置、この色シェーディング補正装置を備えた撮像装置、および撮像装置の色シェーディング補正方法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】
【００１０】
本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置は、色と明るさが一様な被写体を撮像装置により撮影して、該撮像装置毎に各色の固有シェーディング情報を記憶する固有シェーディング情報記憶手段と、該各色の固有シェーディング情報から得られる色シェーディング特性に基づいて該撮像装置毎に固有の色シェーディング補正係数を作成する色シェーディング補正係数作成手段と、該色シェーディング補正係数により撮像画像データに対して色シェーディング補正を行う色シェーディング補正手段とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１１】
また、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置が有する２色以上の各画素の固有シェーディング情報が記憶されている。
【００１２】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置個々の固有シェーディング情報として、前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の画素データと、該画素データに対応する標準シェーディング特性データの画素データとの差が記憶されている。
【００１３】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段には、前記撮像装置によって前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の画素のカラー信号と、該カラー信号に対応する標準シェーディング特性データのカラー信号との比、または２色以上の各色の画素データが前記固有シェーディング情報として記憶されている。
【００１４】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置において、前記撮像装置が有する各色の標準的なシェーディング情報が、前記標準シェーディング特性データとして記憶されている標準シェーディング情報記憶手段を更に有する。
【００１５】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における色シェーディング補正係数作成手段は、前記各色の標準的なシェーディング情報と前記固有シェーディング情報に基づいて前記色シェーディング補正係数を算出する。
【００１６】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における色シェーディング補正係数作成手段は、前記各色の標準的なシェーディング情報と前記固有シェーディング情報に基づいて、２色以上の各色のシェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数としてそれぞれ算出する。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置によって前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の色毎の点対称となる位置の画素データが前記固有シェーディング情報として記憶されている。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置によって前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の色毎の対角線上の位置の画素データが前記固有シェーディング情報として記憶されている。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置によって前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の色毎の同一水平軸上の位置および／または同一垂直軸上の位置の画素データが前記固有シェーディング情報として記憶されている。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像のカラー信号から求められた色シェーディング特性の光学中心位置が記憶されている。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像のカラー信号から求められた色シェーディング特性の光学中心レベルが記憶されている。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像のカラー信号から求められた色シェーディング特性の傾きが記憶されている。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像の２画素以上の輝度レベルが記憶されている。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像の２画素以上の輝度レベルの比が記憶されている。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像の輝度レベルから求められた色シェーディング特性の光学中心位置が記憶される。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像の輝度レベルから求められた色シェーディング特性の光学中心レベルが記憶される。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段には、撮像画像の輝度レベルから求められた色シェーディング特性の傾きが記憶される。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における色シェーディング補正係数作成手段は、前記固有シェーディング情報に基づいて近似される色シェーディング特性の光学中心位置および光学中心レベルが算出され、これらと標準的なシェーディング情報に基づいて近似される色シェーディング特性の光学中心位置および光学中心レベルとの差がそれぞれ算出され、算出された情報と該標準的なシェーディング情報に基づいてシフトおよびゲイン調整により補正された色シェーディング特性が算出され、該補正された色シェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数として算出する。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置によって前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の色毎の任意位置の各画素データが前記固有シェーディング情報として記憶されている。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における固有シェーディング情報記憶手段は、前記撮像装置によって前記色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の色毎の格子状位置の各画素データが前記固有シェーディング情報として記憶されている。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置において、前記固有シェーディング情報記憶手段に記憶された隣接する２点または３点以上の画素データに基づいて、記憶されていない画素データを線形補間または非線形補間して色シェーディング特性を得るシェーディング情報補間手段をさらに有する。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における色シェーディング補正係数作成手段は、前記色シェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数として算出する。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における記色シェーディング補正係数作成手段には、前記色シェーディング補正係数を記憶する色シェーディング補正係数記憶手段が設けられている。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における色シェーディング補正手段は、補正対象の入力画像データに前記色シェーディング補正係数を乗算して色シェーディング補正を行う。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置において、前記２色以上の色は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）のうちの少なくとも２原色を含む。
【００３６】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置において、前記近似される色シェーディング特性は、二次関数である。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置において、前記２色以上の画素のカラー信号を第１カラー信号とし、前記標準シェーディング特性データのカラー信号を第２カラー信号とした場合、前記比は、該第２カラー信号／該第１カラー信号である。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における色シェーディング補正係数作成手段は、前記各色の標準的なシェーディング情報を前記固有シェーディング情報に加えた色シェーディング特性の逆関数として前記色シェーディング補正係数を算出する。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置における色シェーディング補正係数作成手段は、前記各色の標準的なシェーディング情報で前記固有シェーディング情報を割って前記色シェーディング補正係数を算出する。
【００４０】
本発明の撮像装置は、光学系を介して入射された光を各画素毎にそれぞれ光電変換させる固体撮像素子と、該固体撮像素子にて光電変換されて撮像された各画像データの色シェーディング補正を行う本発明の上記色シェーディング補正装置とを備えたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４１】
また、好ましくは、本発明の撮像装置における固体撮像素子は、ＣＣＤ型イメージセンサまたはＣＭＯＳ型イメージセンサである。
【００４２】
本発明の撮像装置の色シェーディング補正方法は、撮像装置が有する標準的なシェーディング情報を標準シェーディング情報記憶手段に記憶させる標準シェーディング情報記憶ステップと、個々の撮像装置が有する２色以上の各画素の固有シェーディング情報を固有シェーディング情報記憶手段に記憶させる固有シェーディング情報記憶ステップと、該標準シェーディング情報記憶手段および該固有シェーディング情報記憶手段に記憶された各シェーディング情報に基づいて、２色以上のシェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数としてそれぞれ算出する色シェーディング補正係数作成ステップと、算出された色シェーディング補正係数に基づいて色シェーディング補正を行う色シェーディング補正ステップとを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４３】
本発明の撮像装置の色シェーディング補正方法は、撮像装置が有する標準的なシェーディング情報を標準シェーディング情報記憶手段に記憶させる標準シェーディング情報記憶ステップと、個々の撮像装置が有する２色以上の各画素の固有シェーディング情報を固有シェーディング情報記憶手段に記憶させる固有シェーディング情報記憶ステップと、該固有シェーディング情報に基づいて近似される色シェーディング特性の光学中心位置および光学中心レベルを算出し、これらと該標準的なシェーディング情報に基づいて近似される色シェーディング特性の光学中心位置および光学中心レベルとの差をそれぞれ算出し、算出された情報と該標準的なシェーディング情報を基にシフトおよびゲイン調整により補正された色シェーディング特性を算出し、該補正された色シェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数として算出する色シェーディング補正係数作成ステップと、算出された色シェーディング補正係数に基づいて色シェーディング補正を行う色シェーディング補正ステップとを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４４】
本発明の撮像装置の色シェーディング補正方法は、個々の撮像装置が有する２色以上の各画素の固有シェーディング情報を固有シェーディング情報記憶手段に記憶させる固有シェーディング情報記憶ステップと、該固有シェーディング情報記憶手段に記憶された固有シェーディング情報を用いて、記憶されていない他の固有シェーディング情報を補間して色シェーディング特性を算出するシェーディング情報補間ステップと、補間された固有シェーディング情報を含む色シェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数として算出する色シェーディング補正係数作成ステップと、算出された色シェーディング補正係数に基づいて色シェーディング補正を行う色シェーディング補正ステップとを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４５】
また、好ましくは、本発明の撮像装置の色シェーディング補正方法において、光学系を介して入射された光を各画素毎にそれぞれ光電変換させる固体撮像素子と、該固体撮像素子で光電変換されて撮像された各画像データの色シェーディング補正を行う色シェーディング補正装置とを備えた撮像装置を製造する際に、前記固有シェーディング情報を、各色と明るさが一様な被写体を該撮像装置毎にそれぞれ撮影して得る。
【００４６】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００４７】
本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置は、各色と明るさが一様な被写体を撮像装置によりそれぞれ撮影して、各色の固有シェーディング情報から撮像装置毎に固有の色シェーディング補正係数を求めて色シェーディング補正を行うので、シェーディング特性が光軸を中心として上下左右非対称である場合や、製造工程のばらつきによりカラーフィルタ毎にシェーディング特性が異なる場合などにおいても色シェーディング特性をより正確に補正することが可能となる。
【００４８】
具体的には、例えば、撮像画像における各色による色シェーディングを補正するために、撮像装置が有する標準的なシェーディング情報を記憶する標準シェーディング情報記憶手段と、個々の撮像装置が有する少なくとも２色の画素の固有シェーディング情報を記憶する固有シェーディング情報記憶手段とを有している。この固有シェーディング情報記憶手段には、撮像装置の製造時に、撮像装置によって各色と明るさとが一様な被写体を撮影させた場合の少なくとも２色の画素の輝度レベル（ＲＧＢ各色データ）や、これと標準シェーディングデータとの差情報などが固有シェーディング情報として記憶されている。その標準シェーディング情報記憶手段および固有シェーディング情報記憶手段に記憶された各シェーディング情報に基づいて、色シェーディング補正係数作成手段により各色に対する色シェーディング補正係数をそれぞれ算出する。撮影時には、算出された各色毎の色シェーディング補正係数に基づいて、色シェーディング補正手段により撮像画像の色シェーディング補正がそれぞれ行われる。
【００４９】
また、撮像画像における各色による色シェーディングを補正するために、個々の撮像装置が有する少なくとも２色の画素の固有シェーディング情報を記憶する固有シェーディング情報記憶手段を備えている。固有シェーディング情報記憶手段には、撮像装置の製造時に、撮像装置によって各色と明るさとが一様な被写体をそれぞれ撮影した場合の少なくとも２色の画素の輝度レベルなどが固有シェーディング情報として記憶される。この固有シェーディング情報記憶手段に記憶された各色の固有シェーディング情報は、シェーディング情報補間手段によって、記憶されていない画像データが補間されて色シェーディング特性が算出される。算出された色シェーディング特性に基づいて、色シェーディング補正係数作成手段により各色に対する色シェーディング補正係数を算出する。撮影時には、算出された色シェーディング補正係数に基づいて、色シェーディング補正手段により撮像画像の色シェーディング補正を行う。
【発明の効果】
【００５０】
以上により、本発明によれば、色と明るさが一様な被写体を撮像装置により撮影して、各色の固有シェーディング情報から撮像装置毎に固有の色シェーディング補正係数を求めて色シェーディング補正を行うため、撮像装置の製造工程において光学レンズと撮像素子との相対位置がずれた場合や、色シェーディング特性が光軸を中心として非対称である場合や複雑である場合、製造工程のばらつきによりカラーフィルタ毎に色シェーディング特性が異なる場合などにおいても、色シェーディング特性をより正確にシェーディング補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下に、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置の実施形態１〜３を、固体撮像素子として赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）のカラーフィルタを有する原色ＣＣＤエリアセンサ（ＣＣＤ型イメージセンサ）を備えた単板式デジタルカメラに適用した場合について、図面を参照しながら詳細に説明するが、その前に、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置の基本構成例について説明する。
【００５２】
図１は、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置の基本構成例を示すブロック図である。
【００５３】
図１において、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置４１は、所定の製造工程で色と明るさが一様な被写体（Ｒ／Ｇ／Ｂ／白／グレイなど）を撮像装置により撮影して、その撮像装置毎に各色の固有シェーディング情報を記憶する固有シェーディング情報記憶手段としての固有色シェーディング情報記憶部４１１ａと、ＲＧＢ各色の固有シェーディング情報から得られる固有シェーディング特性（各データ間がつながったグラフ）の逆関数を色シェーディング補正係数として作成する色シェーディング補正係数作成手段としての色シェーディング補正係数作成部４１１ｂと、このＲＧＢ各色のシェーディング補正係数を、補正対象の入力各色信号（撮像画像データ）に乗算して色シェーディング補正を行うシェーディング補正手段としての色シェーディング補正部４１２とを有している。
【００５４】
上記構成により、その動作を説明する。
【００５５】
図２は、図１の色シェーディング補正装置４１を用いた色シェーディング補正方法の各処理手順を説明するためのフローチャートである。
【００５６】
図２に示すように、まず、ステップＳ１で撮像装置毎に製造工程で色と明るさが一様な被写体を撮影して、その撮像装置毎に各色の固有シェーディング情報を固有色シェーディング情報記憶部４１１ａに記憶する。
【００５７】
次に、ステップＳ２で色シェーディング補正係数作成部４１１ｂにより、ＲＧＢ各色の固有シェーディング情報から得られる固有シェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数として作成する。
【００５８】
さらに、ステップＳ３で、図３（ａ）に示す補正対象の入力ＲＧＢ色信号（ＲＧＢ各色の撮像画像データ）の色シェーディング特性に、図３（ｂ）に示すＲＧＢ各色のシェーディング補正係数を、色シェーディング補正部４１２により乗算して色シェーディング補正を行って、図３（ｃ）に示すような安定した色シェーディング特性補正結果を得ることができる。
【００５９】
したがって、撮像装置毎に各色の固有シェーディング情報を用いて色シェーディング補正を行っているため、色シェーディング特性が光軸を中心として上下左右非対称である場合や、製造工程のばらつきによりカラーフィルタ毎にシェーディング特性が異なる場合などにおいても、色シェーディング特性をより確実に補正することができる。
【００６０】
なお、これらの固有シェーディング情報記憶部４１１ａおよび色シェーディング補正係数作成部４１１ｂなど、色シェーディング補正係数を作成するまでの構成の相違により、本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置の実施形態１〜３をそれぞれ構成することができる。
（実施形態１）
本実施形態１では、撮像装置個々の各色の固有シェーディング情報として、色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の全有効画素部のＲＧＢデータと、基準となる標準シェーディング特性データとの差を記憶させておく場合について説明する。
【００６１】
図４は、本発明の実施形態１に係るデジタルカメラの要部構成例を示すブロック図である。
【００６２】
図４において、本実施形態１のデジタルカメラ１０Ａは、被写体光を集光するための光学系としての光学レンズ１と、この光学レンズ１を介して入射された光を光電変換する固体撮像素子としてのＣＣＤ（ＣＣＤ型イメージセンサ）２と、ＣＣＤ２からの電気信号（撮像信号）を信号処理すると共に、ＣＣＤ２による撮像を駆動制御するＣＣＤ信号処理部／駆動処理部３と、色シェーディング補正処理などを行うための画像処理装置４Ａとを備えている。
【００６３】
ＣＣＤ２には、複数の画素部（受光部）を構成する固体撮像素子２１の撮像領域上に、ＲＧＢのカラーフィルタ２２と、集光用のマイクロレンズ２３と、ＩＲ（赤外線）カットフィルタ２４とがこの順に設けられている。
【００６４】
ＣＣＤ信号処理部／駆動処理部３は、ＣＣＤ２からの電気信号（撮像信号）が相関２重サンプリングされてノイズを低減した後に、所定のデジタル変換処理が為されて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の各色信号（入力ＲＧＢ色信号）が生成される。
【００６５】
画像処理装置４Ａは、ＣＣＤ２により撮像された撮像画像の色シェーディング補正を行う色シェーディング補正装置４１Ａと、画像処理部４２と、映像信号出力部４３とを備えている。
【００６６】
シェーディング補正装置４１Ａは、色シェーディング補正を制御するための色シェーディング補正制御部４１１Ａと、色シェーディング補正制御部４１１Ａにより制御されて色シェーディング補正を行う色シェーディング補正部４１２とを有している。
【００６７】
色シェーディング補正制御部４１１Ａは、色シェーディング補正に関する情報を制御するものであり、固有シェーディング情報記憶手段としての各色の固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡと、標準シェーディング情報記憶手段としての各色の標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’と、色シェーディング補正係数作成手段としての色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡとを有している。
【００６８】
固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡは、ＲＧＢ各色の色シェーディング補正係数を算出するために、個々の撮像装置が有する２色以上の画素（画素部）のシェーディング情報が製造工程において予め記憶されている。本実施形態１では、固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡに、撮像装置によって色と明るさが一様な被写体を撮影させた場合の全有効画素部の撮像画素データ（ＲＧＢ各色データ）と、標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’に記憶させた標準シェーディング特性データ（標準シェーディング情報；標準シェーディング特性を構成する各画像データ）との差を固有シェーディング情報として、撮像装置の製造時に予め記憶させている。
【００６９】
標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’には、色シェーディング補正係数を算出するための基準値として、撮像装置が有する標準的な標準シェーディング情報が予め記憶されている。
【００７０】
色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡは、固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡおよび標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’に記憶された各シェーディング情報に基づいて、色シェーディング補正係数が算出され、この算出された色シェーディング補正係数が色シェーディング補正係数記憶手段としての色シェーディング補正係数記憶部（図示せず）に記憶される。本実施形態１では、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡによって、標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’および固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡに記憶された各々の色シェーディング情報に基づいて（差の場合は標準シェーディング情報を加える）、ＲＧＢ各色のシェーディング特性の逆関数が色シェーディング補正係数として算出され、これがＲＧＢ各色のシェーディング補正係数として所定の色シェーディング補正係数記憶部（図示せず）に記憶される。
【００７１】
色シェーディング補正部４１２は、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡにより算出されたＲＧＢ各色の色シェーディング補正係数に基づいて、ＲＧＢ各色毎に、撮像画像データに対する色シェーディング補正が行われる。本実施形態１では、色シェーディング補正部４１２によって、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡにより算出されたＲＧＢ各色の色シェーディング補正係数と、ＣＣＤ信号処理部／駆動制御部３から入力された入力ＲＧＢ色信号（撮像画像データ）とが乗算されて色シェーディング補正を行うようになっている。
【００７２】
画像処理部４２は、色シェーディング補正部４１２から得られた画像信号に対して所定のデジタル信号処理が行われる。
【００７３】
映像信号出力部４３は、画像処理部４２からのデジタル信号処理された画像信号が所定のビデオ信号に変換されて信号出力される。
【００７４】
上記構成により、まず、このデジタルカメラ１０ＡのＣＣＤ２において、被写体からの画像光は、光学レンズ１から、赤外線カットフィルタ２４、マイクロレンズ２３およびカラーフィルタ２２をそれぞれ通過した後に、固体撮像素子２１の撮像領域上の複数の画素部（各受光部）にそれぞれ集光されて結像される。集光された各画像光は、固体撮像素子２１の各受光部（フォトダイオード部）にて光電変換されて各画素毎に信号電荷がそれぞれ生成され、この信号電荷による電気信号（撮像信号）がＣＣＤ信号処理部／駆動処理部３に電荷転送される。
【００７５】
次に、ＣＣＤ信号処理部／駆動処理部３により、ＣＣＤ２からの電気信号を相関２重サンプリングしてノイズ低減した後に、デジタル信号変換して、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の各色信号を生成する。
【００７６】
一方、標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’および固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡに記憶された各色の固有シェーディング情報に基づいて、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡによって、ＲＧＢ色信号の色シェーディング特性の逆関数が色シェーディング補正係数として算出されて、ＲＧＢ各色のシェーディング補正係数を所定の色シェーディング補正係数記憶部（図示せず）に記憶する。
【００７７】
ＣＣＤ信号処理部／駆動処理部３からの各色信号（撮像画像データ）に、色シェーディング補正部４１２（各色用の乗算器で構成）において、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡにより算出された各色毎の色シェーディング補正係数をそれぞれ乗算して、撮像画像データに対して色シェーディング補正を行う。
【００７８】
その後、色シェーディング補正部４１２から得られた色シェーディング補正後の各補正色信号（撮像画像データ）に対して、画像処理部４２で所定のデジタル信号処理を行って、映像信号出力部４３で所定のビデオ信号に変換出力する。
【００７９】
以下に、本実施形態１のデジタルカメラ１０Ａにおける色シェーディング補正方法について図５を参照して詳細に説明する。
【００８０】
図５は、図４のデジタルカメラ１０Ａにおける色シェーディング補正方法の各処理手順をを説明するためのフローチャートである。
【００８１】
まず、ステップＳ１１で、撮像装置の所定の製造工程において、個々の撮像装置により色と明るさが一様な被写体を撮影する。
【００８２】
ステップＳ１２において、ステップＳ１１で撮影された各色毎の撮像画像データから、全画素分のＲＧＢ各色データ（撮像画像データ）と、標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’に記憶されている標準シェーディング特性データ（標準シェーディング情報）の画像データとの差を算出し、これを固有シェーディング特性データ（固有シェーディング情報）として固有シェーディング情報記録部４１１ａＡに記録する。なお、この差の演算は色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡによって行ってもよい。また、これらの撮影されたＲＧＢ各色データ（撮像画像データ）、標準シェーディング情報および、これらが差演算された固有シェーディング情報を図６（ａ）および図６（ｂ）に示している。
【００８３】
図６（ａ）は、標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’に記憶されている標準シェーディング特性データ（標準シェーディング情報）と、撮影された撮像画像データから得られるＲＧＢ各色のシェーディング特性データについてその一例を示すグラフであり、図６（ｂ）は、差演算されて固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡに記憶される固有シェーディング特性データ（固有シェーディング情報）の一例を示すグラフである。なお、図６において、横軸は水平方向または垂直方向の撮像領域上の各画素位置を示している。
【００８４】
次に、ステップＳ１３では、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡによって、固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡに記憶された各色の固有シェーディング情報と、標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’に記憶された各色の標準シェーディング情報とから、ＲＧＢ各色のシェーディング特性の逆関数を算出し、これを所定の色シェーディング補正係数記憶部（図示せず）に色シェーディング補正係数として記憶する。このＲＧＢ各色のシェーディング特性データ、この逆関数の色シェーディング補正係数および、シェーディング補正後のＲＧＢ各色データを図７（ａ）〜図７（ｃ）に示している。
【００８５】
図７（ａ）は、ＲＧＢ各色のシェーディング特性データの一例を示すグラフであり、図７（ｂ）は、その逆関数である色シェーディング補正係数の一例を示すグラフであり、図７（ｃ）は、図７（ａ）に示すシェーディング特性データと、図７（ｂ）に示す色シェーディング補正係数とを乗算して色シェーディング特性が補正された結果を示すグラフである。なお、図７において、横軸は水平方向または垂直方向の画素位置を示し、縦軸はその画素の撮像信号のレベルを示している。
【００８６】
ステップＳ１４では、色シェーディング補正部４１２によって、ＲＧＢ各色の色シェーディング補正係数を、ＣＣＤ信号処理部／駆動処理部３からのＲＧＢ各色の撮影された画素データ（撮像画像データ）に順次乗算することにより、色シェーディング補正処理を順次行う。例えば、図７（ａ）に示すＲＧＢ各色のシェーディング特性データと、撮影された図７（ｂ）に示す色シェーディング補正係数とを乗算することによって、図７（ｃ）に示すように色シェーディング特性を補正することができる。
【００８７】
以上のように、本実施形態１の撮像装置の色シェーディング補正方法は、ＣＣＤ２が有する標準的なシェーディング情報を標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’に記憶させる標準シェーディング情報記憶ステップと、個々のＣＣＤ２が有する２色以上の画素部の固有シェーディング情報を固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡに記憶させる固有シェーディング情報記憶ステップと、標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’および固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡに記憶された各シェーディング情報に基づいて、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡにより、２色以上のシェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数としてそれぞれ算出する色シェーディング補正係数作成ステップと、色シェーディング補正部４１２により、算出された色シェーディング補正係数に基づいて色シェーディング補正を行う色シェーディング補正ステップとを有している。
【００８８】
以上により、本実施形態１のデジタルカメラ１０Ａによれば、撮像装置の製造工程において、光学レンズ１と固体撮像素子２１との相対位置（または／および固体撮像素子２１と集光用のマイクロレンズ２３との相対位置）がずれた場合であっても、個々の撮像装置毎の各固体撮像素子２１（各画素部）に応じたＲＧＢ各色の固有シェーディング情報が記憶されており、この固有シェーディング情報に基づいて色シェーディング補正係数を算出することができる。撮影時には、この個々の撮像装置毎の色シェーディング補正係数に基づいて、色シェーディング補正を行うため、シェーディング特性が光軸を中心として非対称である場合や各色毎に複雑である場合、製造工程のばらつきによりカラーフィルタ毎にシェーディング特性が異なる場合など、撮像装置毎に個体差がある場合においても、色シェーディング特性をより正確に補正することができて、従来のように色によってはシェーディング補正できない場合はない。
（実施形態２）
本実施形態２では、上記実施形態１の色シェーディング補正係数の算出方法とは異なっており、撮影された撮像画像のうち、点対称位置にある２画素以上のＲＧＢ各色データを固有シェーディング情報とし、この固有シェーディング情報を二次関数に近似して、光学中心位置とそのレベルが導き出す場合について説明する。
【００８９】
図８は、本発明の実施形態２に係るデジタルカメラにおける色シェーディング補正方法の各処理手順を説明するためのフローチャートである。
【００９０】
図８に示すように、まず、ステップＳ２１で、撮像装置の所定の製造工程において、個々の撮像装置により色と明るさが一様な被写体を撮影する。
【００９１】
ステップＳ２２において、ステップＳ２１で撮影された撮影画像のうち、点対称位置、例えば図９に示すような対角線上にある２画素のＲＧＢ各色データ（２色以上の各色の画素データ；ここではＲＧＢの各色の画素データ）を、固有シェーディング情報として固有シェーディング情報記憶部４１１ａＢに記憶する。
【００９２】
次に、ステップＳ２３で、固有シェーディング情報記憶部４１１ａＢに記憶された固有シェーディング情報が図１０に示すような二次関数に近似されて、光学中心位置とそのレベル（光学中心レベル）が導き出される。
【００９３】
図１０は、本発明の実施形態２に係るデジタルカメラ１０Ｂにおける標準シェーディング特性および測定データから予測されるシェーディング特性の一例を示すグラフであり、横軸は水平方向または垂直方向の画素位置を示し、縦軸はその画素の撮像信号のレベルを示している。
【００９４】
標準シェーディング特性を示す二次関数の傾きをａ、標準シェーディング特性の光学中心位置をｂ、標準シェーディング特性の光学中心レベルをｃとすると、標準シェーディング特性Ｆ（ｘ）は、次の式（数１）のように、
【００９５】
【数１】
2008177794.tif 000003
と表すことができる。
【００９６】
また、実際の固体撮像素子２１における測定データから予測される光学中心位置をｂ０、予測シェーディング特性の光学中心レベルをｃ０とすると、その測定データから予測されるシェーディング特性ｆ（ｘ）は、次の式（数２）のように、
【００９７】
【数２】
2008177794.tif 000004
と表すことができる。
【００９８】
ここで、近似した二次関数の傾きａ＝ａ０として、固有シェーディング情報記憶部４１１ａＢに記憶された２画素のデータを代入することによって、光学中心位置ｂ０および光学中心レベルｃ０が算出される。標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’Ｂに予め記録されている標準シェーディング特性の光学中心位置ｂおよび光学中心レベルｃとの各差ｂ−ｂ０およびｃ−ｃ０がそれぞれ算出される。
【００９９】
さらに、ステップＳ２４で、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＢによって、算出された情報と標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’Ｂに記憶された標準シェーディング情報とを基に、シフトおよびゲイン調整が行われて、補正されたＲＧＢ各色のシェーディング特性が算出され、そのシェーディング特性の逆関数が算出されて、色シェーディング補正係数として所定の色シェーディング補正係数記憶部（図示せず）に記憶される。
【０１００】
次に、ステップＳ２５では、色シェーディング補正部４１２によって、ＲＧＢ各色の色シェーディング補正係数が、撮影画像の各色の画素データ（撮像画像データ）に対して順次乗算することにより、色シェーディング補正処理を行う。
【０１０１】
以上のように、本実施形態２の撮像装置の色シェーディング補正方法は、撮像装置が有する標準的なシェーディング情報を標準シェーディング情報記憶部４１１ａ’Ｂに記憶させる標準シェーディング情報記憶ステップと、個々の撮像装置が有する２色以上の画素部の固有シェーディング情報を固有シェーディング情報記憶部４１１ａＢに記憶させる固有シェーディング情報記憶ステップと、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＢにより、固有シェーディング情報に基づいて近似される二次関数の光学中心位置および光学中心レベルを算出し、これらと標準的なシェーディング情報に基づいて近似される二次関数の光学中心位置および光学中心レベルとの差をそれぞれ算出し、算出された情報と標準的なシェーディング情報を基にシフトおよびゲイン調整により補正された色シェーディング特性を算出し、この補正された色シェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数として算出する色シェーディング補正係数作成ステップと、色シェーディング補正部４１２により、算出された色シェーディング補正係数に基づいて色シェーディング補正を行う色シェーディング補正ステップとを有している。
【０１０２】
以上により、本実施形態２のデジタルカメラ１０Ｂにおいても、撮像装置の製造工程において光学レンズ１と固体撮像素子２１との相対位置（または／および固体撮像素子２１と集光用のマイクロレンズ２３との相対位置）がずれた場合であっても、個々の撮像装置毎の各固体撮像素子２１（各画素部）に応じたＲＧＢ各色の固有シェーディング情報が記憶されており、この固有シェーディング情報に基づいて色シェーディング補正係数を算出することができる。撮影時には、この個々の撮像装置毎の色シェーディング補正係数に基づいて、色シェーディング補正を行うため、シェーディング特性が光軸を中心として非対称である場合や各色毎に複雑である場合、さらには、製造工程のばらつきによりカラーフィルタ毎にシェーディング特性が異なる場合など、撮像装置毎に個体差がある場合においても、色シェーディング特性をより正確に補正することができて、従来のように色によってはシェーディング補正できない場合はない。
（実施形態３）
本実施形態３では、後述する固有シェーディング情報記憶部４１１ａＣに記憶された隣接する２点または３点以上の画素データ（撮像画像データ）に基づいて、記憶されていない画素データ（撮像画像データ）を線形補間（または非線形補間）して色シェーディング特性を得る後述のシェーディング情報補間部４１１ａ”を設けた場合について詳細に説明する。
【０１０３】
図１１は、本発明の実施形態３に係るデジタルカメラの要部構成例を示すブロック図である。
【０１０４】
図１１において、本実施形態３のデジタルカメラ１０Ｃは、図４に示す実施形態１の色シェーディング補正装置４１Ａにおける色シェーディング補正制御部４１１Ａの代わりに、色シェーディング補正装置４１Ｃの色シェーディング補正制御部４１１Ｃが設けられている。
【０１０５】
色シェーディング補正装置４１Ｃの色シェーディング補正制御部４１１Ｃは、個々の撮像装置が有する少なくとも２色の画素の固有シェーディング情報を記憶させる固有シェーディング情報記憶部４１１ａＣと、この固有シェーディング情報記憶部４１１ａＣに記憶された固有シェーディング情報（データ）を用いて、これらの間などで記憶していないデータを補間して色シェーディング特性を得るシェーディング情報補間手段としてのシェーディング情報補間部４１１ａ”と、この補間された色シェーディング特性を基に、色シェーディング補正係数を算出する色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＣとから構成されている。
【０１０６】
本実施形態３において、固有シェーディング情報記憶部４１１ａＣには、撮像装置によって色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の少なくとも２色（ここではＲＧＢの３原色）の任意の位置の画素データ（撮像画像データ）が固有シェーディング情報として記憶される。
【０１０７】
シェーディング情報補間部４１１ａ”では、固有シェーディング情報記憶部４１１ａＣに記憶された隣接する２点または３点以上の画素データ（撮像画像データ）に基づいて、記憶されていない画素データ（撮像画像データ）が線形補間される。色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＣによって、補間された色シェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数として算出する。
【０１０８】
図１２は、図１１のデジタルカメラ１０Ｃにおける色シェーディング補正方法の各処理手順を説明するためのフローチャートである。
【０１０９】
図１２に示すように、まず、ステップＳ３１では、撮像装置の所定の製造工程において、個々の撮像装置により色と明るさが一様な被写体を撮影する。
【０１１０】
次に、ステップＳ３２で、ステップＳ３１で撮影された撮影画像のうち、例えば図１３に示すような一定間隔毎の格子状位置にある各画素部毎のＲＧＢ各色データが、固有シェーディング情報として固有シェーディング情報記憶部４１１ａＣに記憶される。
【０１１１】
ステップＳ３３で、シェーディング情報補間部４１１ａ”により、固有シェーディング情報記憶部４１１ａＣに記憶された隣接する２点の画素データに基づいて、記憶されておらず、かつこれらの間の画素データを線形補間する。
【０１１２】
図１４は、図１１のデジタルカメラ１０Ｃにおいて、測定データを線形補間して予測される色シェーディング特性を示す図である。なお、図１４では、横軸は水平方向または垂直方向の画素位置を示し、縦軸はその画素部の撮像信号のレベルを示している。
【０１１３】
ステップＳ３４では、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＣによって、補間された画素データを含む固有シェーディング情報から得られる色シェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数として算出して色シェーディング補正係数記憶部（図示せず）記憶する。
【０１１４】
ステップＳ３５では、色シェーディング補正部４１２によって、ＲＧＢ各色の色シェーディング補正係数を、撮影画像の各色の画素データに対して順次乗算することにより、色シェーディング補正処理を行う。
【０１１５】
以上のように、本実施形態３の撮像装置の色シェーディング補正方法は、個々の撮像装置が有する２色以上の画素の固有シェーディング情報を固有シェーディング情報記憶部４１１ａＣに記憶させる固有シェーディング情報記憶ステップと、シェーディング情報補間部４１１ａ”により、この固有シェーディング情報記憶部４１１ａＣに記憶された固有シェーディング情報を用いて、記憶されていないこれらに隣接する他の画素の固有シェーディング情報を補間して色シェーディング特性を算出するシェーディング情報補間ステップと、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＣにより、補間された固有シェーディング情報から得られる色シェーディング特性の逆関数を色シェーディング補正係数として算出する色シェーディング補正係数作成ステップと、色シェーディング補正部４１２により、算出された色シェーディング補正係数に基づいて色シェーディング補正を行う色シェーディング補正ステップとを有している。
【０１１６】
以上により、本実施形態３のデジタルカメラ１０Ｃにおいても、撮像装置の製造工程において、光学レンズ１と固体撮像素子２１との相対位置（または／および固体撮像素子２１と集光用のマイクロレンズ２３との相対位置）がずれた場合であっても、個々の撮像装置毎の各固体撮像素子２１（各画素部）に応じたＲＧＢ各色の固有シェーディング情報を記憶し、この固有シェーディング情報に基づいて色シェーディング補正係数を算出することができる。撮影時には、この個々の撮像装置毎の色シェーディング補正係数に基づいて、色シェーディング補正を行うため、シェーディング特性が光軸を中心として非対称である場合や各色毎に複雑である場合、製造工程のばらつきによりカラーフィルタ毎にシェーディング特性が異なる場合など、撮像装置毎に個体差がある場合においても、色シェーディング特性をより正確に補正することができて、従来のように色によってはシェーディング補正できない場合はない。
【０１１７】
したがって、本実施形態１〜３の色シェーディング補正装置４１Ａ〜４１Ｃによれば、個々の撮像装置が有する各色の固有シェーディング情報を記憶させる固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡ〜４１１ａＣを備えており、この固有シェーディング情報に基づいて、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡ〜４１１ｂＣにより各色に対する色シェーディング補正係数を算出することができる。撮影時には、算出された個々の撮像装置毎の色シェーディング補正係数に基づいて、色シェーディング補正部４１２により撮像画像の色シェーディング補正を行う。これによって、シェーディング特性が光軸を中心として上下左右非対称である場合や製造工程のばらつきによりカラーフィルタ毎にシェーディング特性が異なる場合などにおいてもシェーディング特性をより正確に補正することができる。
【０１１８】
なお、上記実施形態１では、特に説明しなかったが、各色と明るさが一様な被写体を撮像装置によりそれぞれ撮影して、撮像装置毎にこの各色の固有シェーディング情報を記憶する固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡと、この各色の固有シェーディング情報から得られる色シェーディング特性に基づいて撮像装置毎に固有の色シェーディング補正係数を作成する色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡと、この色シェーディング補正係数により撮像画像データに対して色シェーディング補正を行う色シェーディング補正部４１２とを有していれば、シェーディング特性が光軸を中心として上下左右非対称である場合や、製造工程のばらつきによりカラーフィルタ毎にシェーディング特性が異なる場合などにおいても色シェーディング特性をより正確に補正することができる本発明の目的を達成することができる。
【０１１９】
また、上記実施形態１では、固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡは、撮像装置個々の固有シェーディング情報として、色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の画素データと、この画素データに対応する標準シェーディング特性データの画素データとの差が記憶されている場合について説明したが、これに限らず、固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡとして、撮像装置によって色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の画素の第１カラー信号と、この第１カラー信号に対応する標準シェーディング特性データの第２カラー信号との比（例えば第２カラー信号／第１カラー信号）が固有シェーディング情報として記憶されている場合であってもよい。また、固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡは、撮像装置個々の固有シェーディング情報として、色と明るさが一様な被写体を撮影した場合の２色以上の各色の画素データが固有シェーディング情報として記憶されていてもよい。例えばＲ（赤）とＧ（緑）を補正する場合、Ｒの標準シェーディング特性データと、Ｇの標準シェーディング特性データを算出し、それぞれの値を記憶し補正することも可能である。これにＢ（青）を補正する場合を含んでいても、Ｂの標準シェーディング特性データをも算出し、それぞれのＲ、Ｇ、Ｂの各値を記憶し補正することが可能となる。
【０１２０】
この場合、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡは、各色の標準的なシェーディング情報で固有シェーディング情報を割って色シェーディング補正係数を算出する。また、  差の場合、色シェーディング補正係数作成部４１１ｂＡは、各色の標準的なシェーディング情報を固有シェーディング情報に加えた色シェーディング特性の逆関数として色シェーディング補正係数を算出する。
【０１２１】
さらに、上記実施形態１〜３では、固有シェーディング情報記憶部４１１ａＡ〜４１１ａＣは、撮像装置が有する２色以上の各画素の固有シェーディング情報が記憶されているものとして説明したが、この２色以上の色は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）のうちの少なくとも２原色を含むものであってもよい。
【０１２２】
また、上記実施形態１〜３では、シェーディング情報は、デジタルカメラの固有シェーディング情報記憶部や標準シェーディング情報記憶部に記憶されているが、このシェーディング情報をデジタルカメラ以外の場所（外部のシェーディング情報制御装置の外部メモリなど）に記憶させておき、その色シェーディング情報を用いて色シェーディング補正を行うことも可能である。
【０１２３】
さらに、上記実施形態１〜３では、ＲＧＢ各色についてシェーディング情報が記憶されて色シェーディング補正係数が算出され、各色に対して色シェーディング補正処理が行われているが、そのうちの任意の２色のみに対して補正処理を行ってもよい。
【０１２４】
さらに、上記実施形態２では、固有シェーディング情報が二次関数に近似されて光学中心位置等が導かれているが、これに限られず、二次関数以外の非線形関数であっても良い。
【０１２５】
また、上記実施形態２では、記憶される固有シェーディング情報は図６に示すような対角線上の位置（２箇所）の画素データに設定されているが、これに限らず、撮影画像上において同一水平軸上の任意の２点と同一垂直軸上の任意の２点とにおける画素データを固有シェーディング情報として記憶させ、同一垂直軸上の２点から垂直方向の光学中心位置を求め、同一水平軸上の２点から水平方向の光学中心位置を求めてもよい。
【０１２６】
さらに、上記実施形態２では、記憶される固有シェーディング情報は対角線上の位置（２箇所）の画素データに設定されているが、これに限らず、撮影画像上で点対称となる任意の位置の画素データを記憶させてもよい。
【０１２７】
さらに、上記実施形態２では、色シェーディング特性の傾きａ＝ａ０として光学中心位置（光学レンズの中心位置）ｂ０と光学中心レベルｃ０が算出されているが、光学中心位置ｂ＝ｂ０としてシェーディング特性の傾きａ０と光学中心レベルｃ０を算出してもよい。さらに、ｃ＝ｃ０としてａ０とｂ０を算出することもできる。
【０１２８】
さらに、上記実施形態３では、記憶される固有シェーディング情報は図１０に示すような格子状位置の画素データに設定されているが、これに限らず、任意の位置の画素データを記憶させてもよい。
【０１２９】
また、上記実施形態３では、補間方法として、２点の画素データによる線形補間が行われているが、これに限られず、３点以上の画素データによる線形補間や、複数点の画素データによる非線形補間などを行ってもよい。
【０１３０】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明は、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサなどの固体撮像素子を用いたデジタルカメラや携帯型電子情報機器用カメラなどの撮像装置において、色シェーディング特性を補正するための撮像装置の色シェーディング補正装置、このシェーディング補正装置を備えた撮像装置、およびこの撮像装置の色シェーディング補正方法の分野において、色と明るさが一様な被写体を撮像装置により撮影して、各色の固有シェーディング情報から撮像装置毎に固有の色シェーディング補正係数を求めて色シェーディング補正を行うため、撮像装置の製造工程において光学レンズと撮像素子との相対位置（または／および固体撮像素子２１と集光用のマイクロレンズ２３との相対位置）がずれた場合や、色シェーディング特性が光軸を中心として非対称である場合や複雑である場合、製造工程のばらつきによりカラーフィルタ毎に色シェーディング特性が異なる場合などにおいても、色シェーディング特性をより正確にシェーディング補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の撮像装置の色シェーディング補正装置の基本構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の色シェーディング補正装置を用いた色シェーディング補正方法の各処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図３】（ａ）は、補正対象の入力ＲＧＢ各色信号のシェーディング特性の一例を示すグラフであり、（ｂ）は、ＲＧＢ各色の色シェーディング補正係数の一例を示すグラフであり、（ｃ）は、（ａ）に示す入力ＲＧＢ色信号の色シェーディング特性データと（ｂ）に示す色シェーディング補正係数を乗算して色シェーディング特性が補正された結果を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態１に係るデジタルカメラの要部構成例を示すブロック図である。
【図５】図４のデジタルカメラにおける色シェーディング補正方法の各処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図６】（ａ）は、標準シェーディング情報記憶部に記憶されている標準シェーディング特性データと、撮影された撮像画像データから得られるＲＧＢ各色のシェーディング特性データについてその一例を示すグラフであり、（ｂ）は、固有シェーディング情報記憶部に記憶される固有シェーディング特性データの一例を示すグラフである。
【図７】（ａ）は、ＲＧＢ各色のシェーディング特性データの一例を示すグラフであり、（ｂ）は、その逆関数である色シェーディング補正係数の一例を示すグラフであり、（ｃ）は、（ａ）に示すシェーディング特性データと、（ｂ）に示す色シェーディング補正係数とを乗算して色シェーディング特性が補正された結果を示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態２に係るデジタルカメラにおける色シェーディング補正方法の各処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態２に係るデジタルカメラにおいて、固有シェーディング情報記憶部に記憶される画素データの位置の一例を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施形態２に係るデジタルカメラにおける標準シェーディング特性および測定データから予測されるシェーディング特性の一例を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施形態３に係るデジタルカメラの要部構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１１のデジタルカメラにおける色シェーディング補正方法の各処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１１のデジタルカメラにおいて、固有シェーディング情報記憶部に記憶される画素データの位置の一例を示すグラフである。
【図１４】図１１のデジタルカメラにおいて、測定データを線形補間して予測される色シェーディング特性を示す図である。
【図１５】従来の色シェーディング補正方法の各処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１６】（ａ）は、図１５の色シェーディング補正方法におけるＲＧＢ各色のシェーディング特性データの一例を示すグラフであり、（ｂ）は、その逆関数であるＲＧＢ共通の色シェーディング補正係数の一例を示すグラフであり、（ｃ）は、（ａ）に示すシェーディング特性データと、（ｂ）に示す色シェーディング補正係数とを乗算して色シェーディング特性が補正された結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１３３】
１  光学レンズ
２  ＣＣＤ
２１  固体撮像素子
２２  カラーフィルタ
２３  マイクロレンズ
２４  ＩＲカットフィルタ
３  ＣＣＤ信号処理部／駆動制御部
４Ａ〜４Ｃ  画像処理装置
４１、４１Ａ〜４１Ｃ  色シェーディング補正装置
４１１、４１１Ａ〜４１１Ｃ  色シェーディング補正制御部
４１１ａ、４１１ａＡ、４１１ａＢ、４１１ａＣ  固有シェーディング情報記憶部
４１１ａ’  標準シェーディング情報記憶部
４１１ａ”  シェーディング情報補間部
４１１ｂ、４１１ｂＡ、４１１ｂＢ、４１１ｂＣ  色シェーディング補正係数作成部
４１２  色シェーディング補正部
４２  画像処理部
４３  映像信号出力部
１０、１０Ａ〜１０Ｃ  デジタルカメラ
【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】
2008177794.tif 000018
【図１５】
2008177794.tif 000019
【図１６】
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