(57)【要約】【課題】撮像環境に応じて最適なシェーディング補正を行い、画質の低下を防止する。【解決手段】撮像光学系（１）と、撮像素子（３）と、画像処理手段（１０）と、を備える撮像装置（１００）は、撮像光学系を光軸にそって移動させる駆動手段（４）と、駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段（１０）と、を備え、画像処理手段は、駆動制御手段により駆動手段を駆動させて撮像光学系を移動させ、撮像光学系の焦点を撮像素子から所定距離以上に離した状態で結像された第１結像画像の撮像光学系による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量を算出する周辺減光特性補正量算出手段（１０）と、撮像光学系の焦点を撮像素子に合わせた状態で結像された第２結像画像を、周辺減光特性補正量算出手段により算出された周辺減光特性補正量に基づいて補正する画像補正手段（１０）と、を備える。【選択図】図１
2005184090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系により結像された結像画像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子により光電変換された結像画像の画像処理を行う画像処理手段と、を備える撮像装置であって、
前記撮像光学系を光軸にそって移動させる駆動手段と、
前記駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備え、
前記画像処理手段は、
前記駆動制御手段により前記駆動手段を駆動させて前記撮像光学系を移動させ、前記撮像光学系の焦点を前記撮像素子から所定距離以上に離した状態で結像された第１結像画像の前記撮像光学系による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量を算出する周辺減光特性補正量算出手段と、
前記撮像光学系の焦点を前記撮像素子に合わせた状態で結像された第２結像画像を、前記周辺減光特性補正量算出手段により算出された周辺減光特性補正量に基づいて補正する画像補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記周辺減光特性補正量算出手段は、
前記撮像光学系から前記撮像素子までの焦点距離に基づいて周辺減光特性補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記周辺減光特性補正量算出手段は、
前記撮像光学系から被写体までの被写体距離に基づいて周辺減光特性補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
被写体の像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系により結像された結像画像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子により光電変換された結像画像の画像処理を行う画像処理手段と、を備える撮像装置であって、
入射光を拡散させる光拡散フィルタと、
前記撮像光学系と前記撮像素子の間の光路上に位置する第１の位置と、前記撮像光学系と前記撮像素子の間の光路以外に位置する第２の位置との間で前記光拡散フィルタを移動させる駆動手段と、
前記駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備え、
前記画像処理手段は、
前記撮像光学系の焦点を前記撮像素子に合わせた状態で、前記駆動制御手段により前記駆動手段を駆動させて前記第１の位置に前記光拡散フィルタを移動させた状態で結像された第１結像画像の前記撮像光学系による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量を算出する周辺減光特性補正量算出手段と、
前記撮像光学系の焦点を前記撮像素子に合わせた状態で、前記駆動制御手段により前記駆動手段を駆動させて前記第２の位置に前記光拡散フィルタを移動させた状態で結像された第２結像画像を、前記周辺減光特性補正量算出手段により算出された周辺減光特性補正量に基づいて補正する画像補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
被写体の像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系により結像された結像画像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子により光電変換された結像画像の画像処理を行う画像処理手段と、を備える撮像装置であって、
前記画像処理手段は、
前記撮像光学系による倍率色収差を補正するための倍率色収差補正量を算出する倍率色収差補正量算出手段と、
前記倍率色収差補正量算出手段により算出された倍率色収差補正量に基づいて結像画像の色成分を補正する画像補正手段と、
を備える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、主にデジタルカメラや携帯電話機等に設けられる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラ等で結像された画像は、画像の周辺が中心よりも暗くなる特性（以下、シェーディングという。）を有している。
具体的には、例えば、図１０（ａ）に示すように、レンズＬに垂直に入射してきた光束は、受光面Ｒの点ＲＯに結像する。これに対して、レンズＬに斜めに入射してきた光束は、点ＲＯよりずれた点ＲＰに結像する。このときの点ＲＰにおける受光量Ｅ’は、点ＲＯの受光量をＥとし、レンズＬの垂直線と入射光の角度をθとしたときに、以下の式（コサイン４乗則）で表すことができる。
Ｅ’＝Ｅ／（ｃｏｓ4θ）
また、図１０（ｂ）は、縦軸に明るさ、横軸に光軸からの距離をとって示したグラフであるが、光軸近傍に対して周辺の光量が落ちていることは明らかである。
【０００３】
これらの問題を解決するために、シェーディングを考慮して画像を補正する方法（以下、シェーディング補正という。）が提案されている。例えば、シェーディング補正に必要な補正データを予めカメラ本体内のＲＯＭに記憶させておき、これらのデータに基づいて画像全体のシェーディング補正を行うデジタルカメラがある（例えば、特許文献１参照。）。また、画像中の各画素に対応した補正データをＲＯＭに記憶させておき、シェーディング補正時には画素毎に対応した補正データに基づいて補正を行うデジタルカメラも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。更には、不揮発性メモリに記憶された二次曲面関数から導き出される補正係数を、撮像素子より出力される撮像信号にかけてシェーディング補正をするシェーディング補正装置も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１６３８２６号公報
【特許文献２】特開２００１−２７５０２９号公報
【特許文献３】特開平８−７９７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の各特許文献に記載されたシェーディング補正にあっては、補正データや補正係数は事前にＲＯＭや不揮発性メモリ内に記憶されているものであり、被写体の撮像環境に関係なく常に同じ補正データや補正係数により補正を行っていた。そのため、撮像環境が変わると、記憶されている補正データや補正係数では最適なシェーディング補正を行うことができない場合があった。また、レンズの性能によっては、レンズへの入射光が分光され、色成分毎に最適なシェーディング補正量が異なることがあるため、記憶されている補正データや補正係数では最適なシェーディング補正を行うことができない場合があった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、撮像環境に応じて最適なシェーディング補正を行い、画質の低下を防止することができる撮像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】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被写体の像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系により結像された結像画像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子により光電変換された結像画像の画像処理を行う画像処理手段と、を備える撮像装置であって、前記撮像光学系を光軸にそって移動させる駆動手段と、前記駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備え、前記画像処理手段は、前記駆動制御手段により前記駆動手段を駆動させて前記撮像光学系を移動させ、前記撮像光学系の焦点を前記撮像素子から所定距離以上に離した状態で結像された第１結像画像の前記撮像光学系による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量を算出する周辺減光特性補正量算出手段と、前記撮像光学系の焦点を前記撮像素子に合わせた状態で結像された第２結像画像を、前記周辺減光特性補正量算出手段により算出された周辺減光特性補正量に基づいて補正する画像補正手段と、を備えることを特徴とする。
ここで、周辺減光特性とは、撮像光学系により結像された結像画像の周辺が中心よりも暗くなる特性をいう。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記周辺減光特性補正量算出手段は、前記撮像光学系から前記撮像素子までの焦点距離に基づいて周辺減光特性補正量を算出することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記周辺減光特性補正量算出手段は、前記撮像光学系から被写体までの被写体距離に基づいて周辺減光特性補正量を算出することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、被写体の像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系により結像された結像画像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子により光電変換された結像画像の画像処理を行う画像処理手段と、を備える撮像装置であって、入射光を拡散させる光拡散フィルタと、前記撮像光学系と前記撮像素子の間の光路上に位置する第１の位置と、前記撮像光学系と前記撮像素子の間の光路以外に位置する第２の位置との間で前記光拡散フィルタを移動させる駆動手段と、前記駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備え、前記画像処理手段は、前記撮像光学系の焦点を前記撮像素子に合わせた状態で、前記駆動制御手段により前記駆動手段を駆動させて前記第１の位置に前記光拡散フィルタを移動させた状態で結像された第１結像画像の前記撮像光学系による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量を算出する周辺減光特性補正量算出手段と、前記撮像光学系の焦点を前記撮像素子に合わせた状態で、前記駆動制御手段により前記駆動手段を駆動させて前記第２の位置に前記光拡散フィルタを移動させた状態で結像された第２結像画像を、前記周辺減光特性補正量算出手段により算出された周辺減光特性補正量に基づいて補正する画像補正手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、被写体の像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系により結像された結像画像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子により光電変換された結像画像の画像処理を行う画像処理手段と、を備える撮像装置であって、前記画像処理手段は、前記撮像光学系による倍率色収差を補正するための倍率色収差補正量を算出する倍率色収差補正量算出手段と、前記倍率色収差補正量算出手段により算出された倍率色収差補正量に基づいて結像画像の色成分を補正する画像補正手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、撮像光学系により結像された結像画像は、撮像素子によって光電変換され、画像処理手段によって画像処理が行われる。画像処理手段によって画像処理を行うと、駆動制御手段は、駆動手段を駆動させて撮像光学系を移動させ、周辺減光特性補正量算出手段は、撮像光学系の焦点を撮像素子から所定距離以上に離した状態で結像された第１結像画像の撮像光学系による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量を算出する。そして、画像補正手段は、撮像光学系の焦点を撮像素子に合わせた状態で結像された第２結像画像を、周辺減光特性補正量算出手段により算出された周辺減光特性補正量に基づいて補正する。すなわち、撮像光学系の焦点が撮像素子に合っている結合画像の周辺減光特性は把握しづらいが、本発明では、焦点が外れた状態で補正量を算出して、焦点が合っている状態の結合画像を補正するので、撮像環境毎に異なる周辺減光特性に応じて最適なシェーディング補正を行うことができる。また、撮像光学系を移動させる手段を設けるだけでよいので、簡易な機構で最適なシェーディング補正を行うことができ、画質の低下を防止できる。さらに、画像処理手段によって周辺減光特性が補正されるので、周辺減光特性の影響を受けにくい高価な撮像光学系を必要とせず、製造コストの低減を図ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、周辺減光特性補正量算出手段は、撮像光学系から撮像素子までの焦点距離に基づいて周辺減光特性補正量を算出する。これにより、焦点距離が変わる毎に異なる周辺減光特性に応じて最適なシェーディング補正を行うことができ、画質の低下を防止できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、周辺減光特性補正量算出手段は、撮像光学系から被写体までの被写体距離に基づいて周辺減光特性補正量を算出する。これにより、被写体距離が変わる毎に異なる周辺減光特性に応じて最適なシェーディング補正を行うことができ、画質の低下を防止できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、撮像光学系により結像された結像画像は、撮像素子によって光電変換され、画像処理手段によって画像処理が行われる。画像処理手段によって画像処理を行うと、周辺減光特性補正量算出手段は、撮像光学系の焦点を撮像素子に合わせた状態で、駆動制御手段により駆動手段を駆動させて第１の位置に光拡散フィルタを移動させた状態で結像された第１結像画像の撮像光学系による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量を算出する。すなわち、光拡散フィルタが第１の位置にある場合には、撮像光学系から撮像素子に向かう光は光拡散フィルタによって拡散されるため、撮像光学系の焦点は撮像素子から外れた状態となっており、第１結合画像は焦点が外れた結合画像となる。そして、画像補正手段は、撮像光学系の焦点を撮像素子に合わせた状態で、駆動制御手段により駆動手段を駆動させて第２の位置に光拡散フィルタを移動させた状態で結像された第２結像画像を、周辺減光特性補正量算出手段により算出された周辺減光特性補正量に基づいて補正する。すなわち、光拡散フィルタが第２の位置にある場合には、撮像光学系から撮像素子に向かう光は光拡散フィルタによって拡散されることがないため、撮像光学系の焦点は撮像素子に合わせた状態となっており、第２結合画像は焦点があった結合画像となる。
つまり、撮像光学系の焦点が撮像素子に合っている結合画像の周辺減光特性は把握しづらいが、本発明では、焦点が外れた状態で補正量を算出して、焦点が合っている状態の結合画像を補正するので、撮像環境毎に異なる周辺減光特性に応じて最適なシェーディング補正を行うことができる。また、撮像光学系を透過する光の光路に光拡散フィルタを移動させる手段を設けるだけでよいので、簡易な機構で最適なシェーディング補正を行うことができ、画質の低下を防止できる。さらに、画像処理手段によって周辺減光特性が補正されるので、周辺減光特性の影響を受けにくい高価な撮像光学系を必要とせず、製造コストの低減を図ることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、撮像光学系により結像された結像画像は、撮像素子によって光電変換され、画像処理手段によって画像処理が行われる。画像処理手段によって画像処理を行うと、倍率色収差補正量算出手段は、撮像光学系による倍率色収差を補正するための倍率色収差補正量を算出する。そして、画像補正手段は、倍率色収差補正量算出手段により算出された倍率色収差補正量に基づいて結像画像の色成分を補正する。
これにより、撮像環境毎に異なる倍率色収差に応じて最適なシェーディング補正を行うことができ、画質の低下を防止できる。また、画像処理手段によって倍率色収差が補正されるので、倍率色収差の影響を受けにくい高価な撮像光学系を必要とせず、製造コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る撮像装置の最良の形態について詳細に説明する。なお、本実施形態においては、撮像装置としてデジタルカメラを例に挙げて説明する。
（実施形態１）
＜デジタルカメラの構成＞
図１は、デジタルカメラの構成を示すブロック図である。このデジタルカメラは、使用するレンズの絞りに対して、画像に関する情報を認識し、その情報を画像のタグ領域に付加して出力することができるものである。また、読み込んだ画像データに対して直接的に周辺減光特性（シェーディング）の補正処理を行って画像データとして出力することができるものである。こうすることで、画像圧縮によるモザイクの影響を受けず、より高精度な補正を行うことができるようになる。
【００１７】
図１に示すように、撮像光学系としてのレンズ１及び開口絞り２を介して得られた光は、撮像素子としてのＣＣＤ３の受光面に結像される。この時、ＣＣＤ３の入力部には、図２に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタ３１が設けられており、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に画像信号が取り込まれる。また、このとき、レンズ１は駆動手段としてのレンズ駆動回路４により当該レンズ１の光軸に沿って移動され、開口絞り２は、それぞれ露出制御回路５により駆動される。
ここで、ＣＣＤ３は、受光面に結像された結像画像を電荷量に光電変換し、タイミング発生回路６から信号を受けるＣＣＤ駆動回路７の転送パルスによってアナログの画像信号を出力する。
ＣＣＤ３から出力されたアナログの画像信号は、プリプロセス回路８においてＣＤＳ（相関二重サンプリング）処理でノイズが低減され、またＡＧＣ（自動ゲイン制御）により利得の調整が行われ、さらにダイナミックレンジ拡大のための処理などが行われる。
【００１８】
そして、各Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号は、Ａ／Ｄ変換器９によってデジタル画像信号に変換された後、画像処理手段としての制御部１０で画像処理が施される。ここで、画像に関する情報はパラメータ記憶用メモリ１１に記憶されている。制御部１０は、パラメータ記憶用メモリ１１からパラメータ（画像に関する情報）を受け取って、あるレンズ１の固定絞りに対応して読み込んだ画像データに付加して出力することができる。或いは、レンズ１の絞り毎にパラメータを付加して出力することができる。得られた画像情報は、画像記録部１２に記憶され、必要に応じて外部に読み出される。また、制御部１０は、カメラ本体の操作スイッチや液晶表示等のマンマシン・インタフェースを制御し、必要に応じて情報伝達を行うものである。また、時計機能も組み込まれており、オートデートの制御も行う。
【００１９】
また、制御部１０は、各種機能を実現させるための各プログラムが記憶されたメモリ１９を備えている。具体的に、メモリ１９には、レンズ駆動回路４の駆動を制御する機能を実現させる駆動制御プログラム１９ａが記憶されている。また、メモリ１９には、レンズ駆動回路４を駆動させてレンズ１を移動させ、レンズ１の焦点をＣＣＤ３から所定距離以上に離した場合の第１結像画像のレンズ１による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量をレンズ１からＣＣＤ３までの焦点距離に基づいて算出する機能を実現させる周辺減光特性補正量算出プログラム１９ｂが記憶されている。また、メモリ１９には、レンズ１の焦点をＣＣＤ３に合わせた状態で結像された第２結像画像を、算出された周辺減光特性補正量に基づいて補正する機能を実現させる画像補正プログラム１９ｃが記憶されている。
【００２０】
そして、具体的に、制御部１０は、駆動制御プログラム１９ａを実行することにより、レンズ駆動回路４の駆動を制御する駆動制御手段として機能する。また、制御部１０は、周辺減光特性補正量算出プログラム１９ｂを実行することにより、レンズ駆動回路４を駆動させてレンズ１を移動させ、レンズ１の焦点をＣＣＤ３から所定距離以上に離した場合の第１結像画像のレンズ１による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量をレンズ１からＣＣＤ３までの焦点距離に基づいて算出する周辺減光特性補正量算出手段として機能する。また、制御部１０は、画像補正プログラム１９ｃを実行することにより、レンズ１の焦点をＣＣＤ３に合わせた状態で結像された第２結像画像を、算出された周辺減光特性補正量に基づいて補正する画像補正手段として機能する。
【００２１】
画像圧縮回路１３は、画像用メモリ１４に記憶された画像データを読み出して、例えばＪＰＥＧ等の圧縮処理を行い、液晶表示部１５に表示し、画像記録部１２に記録する。
露出制御回路５は、例えば、オートアイリス等によって構成され、制御部１０の制御によって光学的な開口絞り２の絞り値を変化させる。図１において、タイミング発生回路６は、ＣＣＤ駆動回路７、プリプロセス回路８、Ａ／Ｄ変換器９及び制御部１０にタイミング信号を与え、同期した動作ができるようにしている。また、モードスイッチ１７は、撮影モードを指定するものであり、その出力は制御部１０に与えられる。また、電源スイッチ１８は、制御部１０に与えられている。
【００２２】
このように構成されたデジタルカメラ１００において、パラメータ記憶用メモリ１１には、デジタルカメラ１００に使用されているレンズ１の絞りに応じた画像に関する情報や、画像の周辺減光特性の補正に用いる周辺減光特性補正データ等が記憶されており、制御部バスから画像データを出力する時、タグ領域に画像に関する情報を書き込んで出力することができるようになっている。この時の画像に関する情報としては、特定の固定絞りに対する情報として、或いは絞り毎の補正データとしてタグ領域に書き込むことができる。デジタルカメラ１００からこのような補正データを書き込んで出力することにより、周辺減光特性補正を行うことが可能となる。
【００２３】
＜デジタルカメラの動作＞
次に、デジタルカメラ１００の動作について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
図３に示すように、ユーザがデジタルカメラ１００の電源スイッチ１８をＯＮにすると、制御部１０は、露出制御回路５、タイミング発生回路６等の各部を起動させて撮像可能な状態にする。このとき、制御部１０は、ＣＣＤ３で結像した結像画像を液晶表示部１５に表示させる（ステップＳ１）。次いで、制御部１０は、ユーザによってズーム操作がなされたか否かを判断する（ステップＳ２）。ここで、制御部１０が、ズーム操作がなされたと判断した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御部１０は、レンズ駆動回路４を駆動させることにより、レンズ１を移動させてズーム処理を行い（ステップＳ３）、そして、制御部１０は、ユーザによってシャッタ操作がなされたか否かを判断する（ステップＳ４）。一方、制御部１０が、ズーム操作がなされていないと判断した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、制御部１０は、ユーザによってシャッタ操作がなされたか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００２４】
ステップＳ４において、制御部１０が、シャッタ操作がなされたと判断した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、制御部１０は、液晶表示部１５への結像画像の表示を停止させる（ステップＳ５）。一方、制御部１０が、シャッタ操作がなされていないと判断した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、制御部１０は、再度ステップＳ２の処理に戻る。
【００２５】
ステップＳ５において、制御部１０が液晶表示部１５への結像画像の表示を停止させた後、制御部１０は、駆動制御プログラム１９ａを実行することにより、レンズ駆動回路４を駆動させてレンズ１を移動させ、レンズ１の焦点をＣＣＤ３から所定距離以上に離す。言い換えれば、レンズ１のピントを大幅にずらして、液晶表示部１５に表示される画像をぼけた画像（第１結像画像）にする（ステップＳ６）。
次いで、制御部１０は、液晶表示部１５に表示された結像画像の撮像処理を行う（ステップＳ７）。なお、ステップＳ７における撮像は、周辺減光特性の補正量を算出するための仮の撮像処理である。このとき、制御部１０は、仮の撮像画像を画像用メモリ１４に一旦記憶させる。
【００２６】
次いで、制御部１０は、画像用メモリ１４から仮の撮像画像を読み込むとともに、周辺減光特性補正量算出プログラム１９ｂを実行することにより、液晶表示部１５に表示された第１結像画像のレンズ１による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量を算出し（ステップＳ８）、パラメータ記憶用メモリ１１に記憶させる。
次いで、制御部１０は、駆動制御プログラム１９ａを実行することにより、レンズ駆動回路４を駆動させてレンズ１を移動させ、レンズ１の焦点をＣＣＤ３に合わせる。言い換えれば、レンズ１のピントを合わせて、液晶表示部１５に表示される画像を最も鮮明な画像（第２結像画像）にする（ステップＳ９）。
次いで、制御部１０は、液晶表示部１５に表示された撮像された画像の撮像処理を行う（ステップＳ１０）。このとき、制御部１０は、撮像された画像を画像用メモリ１４に一旦記憶させる。
【００２７】
次いで、制御部１０は、画像用メモリ１４から撮像画像を読み込むとともに、画像補正プログラム１９ｃを実行することにより、第２結像画像を、ステップＳ８において算出された周辺減光特性補正量に基づいて周辺減光特性を補正する（ステップＳ１１）。
次いで、制御部１０は、ステップＳ１１において周辺減光特性が補正された画像を画像記録部１２に記憶させる（ステップＳ１２）。
次いで、制御部１０は、ユーザによってデジタルカメラ１００の使用を終了させる操作がなされたか否かを判断する（ステップＳ１３）。ここで、制御部１０が、使用終了の操作がなされたと判断した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、本処理を終了させる。一方、制御部１０が、使用終了の操作がなされていないと判断した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、制御部１０は、再度ステップＳ１の処理に戻る。
【００２８】
＜撮像画像の補正方法＞
ここで、ステップＳ１１における撮像画像の補正方法について説明する。ただし、使用するソフトウェアで扱う各色のピクセル値を０〜２５５（８ビット）とする。
制御部１０が周辺減光特性補正量算出プログラム１９ｂを実行すると、制御部１０は、パラメータ記憶用メモリ１１から画像に関する情報を読み込む。
次いで、制御部１０は、画像内で明るくする範囲と暗くする範囲が等しくなるように考慮して、パラメータ記憶用メモリ１１から読み込んだ画像に関する情報から画像の像高に対する周辺減光特性補正式を作成する。
各画素に対しその補正式により算出された値を乗じ、演算されたもので、０より小さくなったものに対しては０に、２５５より大きい値になれば２５５に変換する振幅制限を行う。
以上の処理を全ての画素で行うことにより、周辺減光特性補正量が算出され、撮像画像は補正される。
【００２９】
実施形態１におけるデジタルカメラ１００によれば、制御部１０が駆動制御プログラム１９ａを実行することにより、レンズ駆動回路４を駆動させてレンズ１を移動させ、制御部１０が周辺減光特性補正量算出プログラム１９ｂを実行することにより、レンズ１の焦点をＣＣＤ３から所定距離以上に離した状態で結像された第１結像画像のレンズ１による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量を算出する。そして、制御部１０が画像補正プログラム１９ｃを実行することにより、レンズ１の焦点をＣＣＤ３に合わせた状態で結像された第２結像画像を、算出された周辺減光特性補正量に基づいて補正する。すなわち、レンズ１の焦点がＣＣＤ３に合っている結合画像の周辺減光特性は把握しづらいが、本発明では、焦点が外れた状態で補正量を算出して、焦点が合っている状態の結合画像を補正するので、撮像環境毎に異なる周辺減光特性に応じて最適な周辺減光特性補正を行うことができる。また、レンズ１を移動させる手段を設けるだけでよいので、簡易な機構で最適な周辺減光特性補正を行うことができ、画質の低下を防止できる。さらに、制御部１０の動作によって周辺減光特性が補正されるので、周辺減光特性の影響を受けにくい高価なレンズ１を必要とせず、製造コストの低減を図ることができる。
【００３０】
また、制御部１０は、周辺減光特性補正量算出プログラム１９ｂを実行することにより、レンズ１からＣＣＤ３までの焦点距離に基づいて周辺減光特性補正量を算出する。これにより、焦点距離が変わる毎に異なる周辺減光特性に応じて最適な周辺減光特性補正を行うことができる。
【００３１】
（実施形態２）
次に、実施形態２におけるデジタルカメラについて説明する。実施形態２におけるデジタルカメラは、第１結像画像をレンズの移動に替えて、光路に光拡散フィルタを設けることによって取得するものであるため、光拡散フィルタについて説明し、実施形態１と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
＜デジタルカメラの構成＞
図４は、デジタルカメラの構成を示すブロック図である。
図４に示すように、デジタルカメラ２００には、入射光を拡散させる光拡散フィルタ２０と、レンズ１とＣＣＤ３の間の光路上に位置する第１の位置とレンズ１とＣＣＤ３の間の光路以外に位置する第２の位置との間で光拡散フィルタ２０を移動させるフィルタ駆動手段としてのフィルタ駆動回路２１とが設けられている。
【００３２】
また、制御部１０は、各種機能を実現させるための各プログラムが記憶されたメモリ１９を備えている。具体的に、メモリ１９には、フィルタ駆動回路２１の駆動を制御する機能を実現させるフィルタ駆動制御プログラム１９ｆが記憶されている。また、メモリ１９には、レンズ１の焦点をＣＣＤ３に合わせた状態で、制御部１０によりフィルタ駆動回路２１を駆動させて第１の位置に光拡散フィルタ２０を移動させた状態で結像された第１結像画像のレンズ１による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量を算出する周辺減光特性補正量算出プログラム１９ｇが記憶されている。また、メモリ１９には、レンズ１の焦点をＣＣＤ３に合わせた状態で、フィルタ駆動回路２１を駆動させて第２の位置に光拡散フィルタ２０を移動させた状態で結像された第２結像画像を、算出された周辺減光特性補正量に基づいて補正する画像補正プログラム１９ｈとして機能する。
【００３３】
そして、具体的に、制御部１０は、フィルタ駆動回路２１の駆動を制御するフィルタ駆動制御手段として機能する。また、制御部１０は、レンズ１の焦点をＣＣＤ３に合わせた状態で、制御部１０によりフィルタ駆動回路２１を駆動させて第１の位置に光拡散フィルタ２０を移動させた状態で結像された第１結像画像のレンズ１による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量を算出する周辺減光特性補正量算出手段として機能する。また、制御部１０は、レンズ１の焦点をＣＣＤ３に合わせた状態で、フィルタ駆動回路２１を駆動させて第２の位置に光拡散フィルタ２０を移動させた状態で結像された第２結像画像を、算出された周辺減光特性補正量に基づいて補正する画像補正手段として機能する。
すなわち、第１の位置は、レンズ１を透過した光の光路上で光拡散フィルタ２０が光を拡散させてＣＣＤ３の受光面に鮮明な画像を結像させないような位置をいい、第２の位置は、レンズ１を透過した光の光路上に光拡散フィルタ２０がなく、ＣＣＤ３の受光面で鮮明な画像が結像できるような位置をいう。
【００３４】
＜デジタルカメラの動作＞
次に、デジタルカメラ２００の動作について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
図５に示すように、ユーザがデジタルカメラ２００の電源スイッチ１８をＯＮにすると、制御部１０は、露出制御回路５、タイミング発生回路６等の各部を起動させて撮像可能な状態にする。このとき、制御部１０は、ＣＣＤ３で結像した結像画像を液晶表示部１５に表示させる（ステップＳ２１）。次いで、制御部１０は、ユーザによってズーム操作がなされたか否かを判断する（ステップＳ２２）。ここで、制御部１０が、ズーム操作がなされたと判断した場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、制御部１０は、レンズ駆動回路４を駆動させることにより、レンズ１を移動させてズーム処理を行い（ステップＳ２３）、そして、制御部１０は、ユーザによってシャッタ操作がなされたか否かを判断する（ステップＳ２４）。一方、制御部１０が、ズーム操作がなされていないと判断した場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、制御部１０は、ユーザによってシャッタ操作がなされたか否かを判断する（ステップＳ２４）。
【００３５】
ステップＳ２４において、制御部１０が、シャッタ操作がなされたと判断した場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、制御部１０は、液晶表示部１５への結像画像の表示を停止させる（ステップＳ２５）。一方、制御部１０が、シャッタ操作がなされていないと判断した場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、制御部１０は、再度ステップＳ２２の処理に戻る。
ステップＳ２５において、制御部１０が液晶表示部１５への結像画像の表示を停止させた後、制御部１０は、フィルタ駆動制御プログラム１９ｆを実行することにより、フィルタ駆動回路２１を駆動させて光拡散フィルタ２０を移動させ、光拡散フィルタ２０を第１の位置に移動させる。言い換えれば、レンズ１からＣＣＤ３に伝わる光を拡散させてＣＣＤ３の受光面で焦点が合わないようにすることにより、液晶表示部１５に表示される画像をぼけた画像（第１結像画像）にする（ステップＳ２６）。
次いで、制御部１０は、液晶表示部１５に表示された結像画像の撮像処理を行う（ステップＳ２７）。なお、ステップＳ２７における撮像は、周辺減光特性補正量を算出するための仮の撮像処理である。このとき、制御部１０は、仮の撮像画像を画像用メモリ１４に一旦記憶させる。
【００３６】
次いで、制御部１０は、画像用メモリ１４から仮の撮像画像を読み込むとともに、周辺減光特性補正量算出プログラム１９ｇを実行することにより、液晶表示部１５に表示された第１結像画像のレンズ１による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量を算出する（ステップＳ２８）。
次いで、制御部１０は、フィルタ駆動制御プログラム１９ｆを実行することにより、フィルタ駆動回路２１を駆動させて光拡散フィルタ２０を移動させ、光拡散フィルタ２０を第２の位置に移動させる。言い換えれば、光路上から光拡散フィルタ２０を取り除くことにより、レンズ１のピントを合わせて、液晶表示部１５に表示される画像を最も鮮明な画像（第２結像画像）にする（ステップＳ２９）。
次いで、制御部１０は、液晶表示部１５に表示された撮像された画像の撮像処理を行う（ステップＳ３０）。このとき、制御部１０は、撮像された画像を画像用メモリ１４に一旦記憶させる。
【００３７】
次いで、制御部１０は、画像用メモリ１４から撮像画像を読み込むとともに、画像補正プログラム１９ｈを実行することにより、第２結像画像を、ステップＳ２８において算出された周辺減光特性補正量に基づいて周辺減光特性補正する（ステップＳ３１）。
次いで、制御部１０は、ステップＳ３１において周辺減光特性補正された画像を画像記録部１２に記憶させる（ステップＳ３２）。
次いで、制御部１０は、ユーザによってデジタルカメラ１００の使用を終了させる操作がなされたか否かを判断する（ステップＳ３３）。ここで、制御部１０が、使用終了の操作がなされたと判断した場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、本処理を終了させる。一方、制御部１０が、使用終了の操作がなされていないと判断した場合（ステップＳ３３：ＮＯ）、制御部１０は、再度ステップＳ２１の処理に戻る。
【００３８】
実施形態２におけるデジタルカメラ２００によれば、レンズ１の焦点をＣＣＤ３に合わせた状態で、制御部１０がフィルタ駆動制御プログラム１９ｆを実行することにより、フィルタ駆動回路２１を駆動させて第１の位置に光拡散フィルタ２０を移動させた状態で結像された第１結像画像のレンズ１による周辺減光特性を補正するための周辺減光特性補正量を算出する。すなわち、光拡散フィルタ２０が第１の位置にある場合には、レンズ１からＣＣＤ３に向かう光は光拡散フィルタ２０によって拡散されるため、レンズ１の焦点はＣＣＤ３から外れた状態となっており、第１結合画像は焦点が外れた結合画像となる。そして、制御部１０は、レンズ１の焦点をＣＣＤ３に合わせた状態で、フィルタ駆動制御プログラム１９ｆを実行することにより、フィルタ駆動回路２１を駆動させて第２の位置に光拡散フィルタ２０を移動させた状態で結像された第２結像画像を、算出された周辺減光特性補正量に基づいて補正する。すなわち、光拡散フィルタ２０が第２の位置にある場合には、レンズ１からＣＣＤ３に向かう光は光拡散フィルタ２０によって拡散されることがないため、レンズ１の焦点はＣＣＤ３に合わせた状態となっており、第２結合画像は焦点があった結合画像となる。
【００３９】
つまり、レンズ１の焦点がＣＣＤ３に合っている結合画像の周辺減光特性は把握しづらいが、本発明では、焦点が外れた状態で補正量を算出して、焦点が合っている状態の結合画像を補正するので、撮像環境毎に異なる周辺減光特性に応じて最適な周辺減光特性補正を行うことができる。また、レンズ１を透過する光の光路に光拡散フィルタ２０を移動させる手段を設けるだけでよいので、簡易な機構で最適な周辺減光特性補正を行うことができ、画質の低下を防止できる。さらに、画像処理手段によって周辺減光特性補正されるので、周辺減光特性の影響を受けにくい高価なレンズ１を必要とせず、製造コストの低減を図ることができる。
【００４０】
（実施形態３）
次に、実施形態３におけるデジタルカメラについて説明する。実施形態３におけるデジタルカメラは、ＣＣＤに設けられた色フィルタ毎に結像画像の倍率色収差（シェーディング）の補正を行うものである。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
＜デジタルカメラの構成＞
図６は、デジタルカメラ３００の構成を示すブロック図である。
また、制御部１０は、各種機能を実現させるための各プログラムが記憶されたメモリ１９を備えている。具体的に、メモリ１９には、レンズ１による倍率色収差を補正するための倍率色収差情報を算出する倍率色収差補正量算出プログラム１９ｍが記憶されている。また、制御部１０は、算出された倍率色収差補正量に基づいて結像画像を倍率色収差補正する画像補正プログラム１９ｎが記憶されている。
【００４１】
具体的に、制御部１０は、レンズ１による倍率色収差を補正するための倍率色収差情報を算出する倍率色収差補正量算出手段として機能する。また、制御部１０は、算出された倍率色収差補正量に基づいて結像画像を倍率色収差補正する画像補正手段として機能する。
【００４２】
このように構成されたデジタルカメラ３００において、パラメータ記憶用メモリ１１には、デジタルカメラ３００に使用されているレンズ１の絞りに応じた倍率色収差情報や、画像の倍率色収差補正に用いる倍率色収差補正データ等が記憶されており、制御部１０によって画像データを出力する時、タグ領域に倍率色収差情報を書き込んで出力することができるようになっている。この時の倍率色収差情報としては、特定の固定絞りに対する情報として、或いは絞り毎の補正データとしてタグ領域に書き込むことができる。デジタルカメラ３００からこのような補正データを書き込んで出力することにより、倍率色収差補正処理を行うことが可能となる。
【００４３】
＜デジタルカメラの動作＞
次に、デジタルカメラ３００の動作について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。
図７に示すように、ユーザがデジタルカメラ３００の電源スイッチ１８をＯＮにすると、制御部１０は、露出制御回路５、タイミング発生回路６等の各部を起動させて撮像可能な状態にする。このとき、制御部１０は、ＣＣＤ３で結像した結像画像を液晶表示部１５に表示させる（ステップＳ４１）。次いで、制御部１０は、ユーザによってズーム操作がなされたか否かを判断する（ステップＳ４２）。ここで、制御部１０が、ズーム操作がなされたと判断した場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、制御部１０は、レンズ駆動回路４を駆動させることにより、レンズ１を移動させてズーム処理を行い（ステップＳ４３）、そして、制御部１０は、ユーザによってシャッタ操作がなされたか否かを判断する（ステップＳ４４）。一方、制御部１０が、ズーム操作がなされていないと判断した場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、制御部１０は、ユーザによってシャッタ操作がなされたか否かを判断する（ステップＳ４４）。
【００４４】
ステップＳ４４において、制御部１０が、シャッタ操作がなされたと判断した場合（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、液晶表示部１５に表示された結像画像を画像用メモリ１４に記憶させる（ステップＳ４５）。一方、制御部１０が、シャッタ操作がなされていないと判断した場合（ステップＳ４４：ＮＯ）、制御部１０は、再度ステップＳ４２の処理に戻る。
次いで、制御部１０は、液晶表示部１５への結像画像の表示を停止させる（ステップＳ４６）。
【００４５】
次いで、制御部１０は、画像を画像用メモリ１４から読み込むとともに、倍率色収差補正量算出プログラム１９ｍを実行することにより、結像画像に含まれる色収差情報（後述する）からＢの倍率をａ倍、Ｇの倍率をｂ倍と決定する（ステップＳ４７）。ただし、ａ≧ｂ≧１．０であるものとする。
次いで、制御部１０は、画像補正プログラム１９ｎを実行することにより、画像のＢ成分だけをａ倍し、その結果を画像用メモリ１４に記憶させる（ステップＳ４８）。次いで、制御部１０は、画像のＧ成分だけをｂ倍し、その結果を画像用メモリ１４に記憶させる（ステップＳ４９）。
次いで、制御部１０は、画像用メモリ１４から、拡大したＢ，Ｇデータを読み込み、当該Ｂ，Ｇデータと、入力と同じＲ成分とを足し合わせ、その結果を画像用メモリ１４に記憶させる（ステップＳ５０）。
次いで、制御部１０は、画像用メモリ１４に記憶された画像データを読み込んで画像記録部１２に記録する（ステップＳ５１）。
【００４６】
次いで、制御部１０は、ユーザによってデジタルカメラ３００の使用を終了させる操作がなされたか否かを判断する（ステップＳ５２）。ここで、制御部１０が、使用終了の操作がなされたと判断した場合（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、本処理を終了させる。一方、制御部１０が、使用終了の操作がなされていないと判断した場合（ステップＳ５２：ＮＯ）、制御部１０は、再度ステップＳ４１の処理に戻る。
【００４７】
＜撮像画像の補正方法＞
ここで、ステップＳ４７〜ステップＳ５０において行われる画像の倍率色収差補正方法について説明する。
制御部１０が読み込む画像データには、倍率色収差情報が情報記憶領域、例えば、タグ領域に書き込まれている。倍率色収差情報としては、Ｒ，Ｇ，Ｂ間の色ずれ量（画素数）として表され、例えば、絞り値が８の時の色ずれ量がＲ〜Ｂ間で２画素という具合である。
【００４８】
ここで、色ずれの方向は、図８に示すように、ＢはＧより、ＧはＲより画像の中心方向にずれたものとする。制御部１０は、タグ領域に書かれている色ずれ量を読み込む。そして、Ｒには色ずれがないものとして、他の色であるＧ、Ｂにどれだけの倍率をかけるかで色補正を行う。
【００４９】
図９は倍率色収差補正の説明図である。例えば、図９に示すように、縦４８０画素、横６４０画素の画面を考え、その１／４の縦２４０画素、横３２０画素の領域（ＪＫＬＭ）を考えると、この領域は、画面に対して相似であり、ＫからＭに引いた対角線は４００画素分の長さよりなっていることになる。ここで、画素とは、隣接する画素の中心間の距離を示す。倍率色収差によりＲ，Ｇ，Ｂは図に示すように分離しているものとする。
【００５０】
ここで、この４００画素の端Ｍ点にＲの画像が来るものとすると、Ｂ、Ｇの画素は図９に示すように、その手前に位置することになる。これらＢ、ＧがＭに一致するように、Ｂの画像とＧの画像にある倍率を掛ける。ＢとＲ間の画素のずれが２画素分、ＧとＲ間の画素のずれが１画素であることがタグ情報から分かるので、制御部１０は、以下の手順でＢとＧの画像を処理する。
（ａ）画像のＢ成分を４００／３９８倍する。
（ｂ）画像のＧ成分を４００／３９９倍する。
このような倍率色収差補正を全てのＢ成分データとＧ成分データについて行うことにより、Ｂ成分とＧ成分がＲ成分と一致するようになる。この結果、色のずれが低減される。
【００５１】
実施形態３におけるデジタルカメラ３００によれば、制御部１０が倍率色収差補正量算出プログラム１９ｍを実行することにより、レンズ１による倍率色収差を補正するための倍率色収差補正量を算出する。そして、制御部１０が画像補正プログラム１９ｎを実行することにより、算出された倍率色収差補正量に基づいて結像画像を倍率色収差補正する。
これにより、撮像環境毎に異なる倍率色収差に応じて最適な倍率色収差補正を行うことができ、画質の低下を防止できる。また、制御部１０によって倍率色収差が補正されるので、倍率色収差の影響を受けにくい高価なレンズを必要とせず、製造コストの低減を図ることができる。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、実施形態１において、レンズ１から被写体までの被写体距離に基づいて倍率色収差補正量を算出してもよい。これにより、被写体距離が変わる毎に異なる倍率色収差に応じて最適な倍率色収差補正を行うことができる。また、上述の実施形態においては、画像データの色成分としてＲ，Ｇ，Ｂを用いたが、Ｙ，Ｍ，Ｃ等の他の色画素に対しても同様に適用できる。また、実施形態３では、Ｒ画素を基準としてＧ画素及びＢ画素を補正したが、Ｇ画素を補正せずに、Ｒ画素及びＢ画素を補正するようにしてもよい。これは、輝度成分はＧ画素が最も多いことと、ベイヤ配列（原色モザイクフィルタ）においては、Ｇ画素の数がＲ画素及びＢ画素の２倍あるからである。その他、本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で自由に変更、改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施形態１におけるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１におけるＣＣＤの受光面の説明図である。
【図３】実施形態１における結像画像の周辺減光特性補正処理を示すフローチャートである。
【図４】実施形態２におけるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態２における結像画像の周辺減光特性補正処理を示すフローチャートである。
【図６】実施形態３におけるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態３における結像画像の倍率色収差補正処理を示すフローチャートである。
【図８】倍率色収差の説明図である。
【図９】倍率色収差補正処理の説明図である。
【図１０】シェーディングの説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  レンズ（撮像光学系）
３  ＣＣＤ（撮像素子）
４  レンズ駆動回路（駆動手段）
１０  制御部（画像処理手段、駆動制御手段、周辺減光特性補正量算出手段、画像補正手段、フィルタ駆動制御手段、倍率色収差補正量算出手段）
２０  光拡散フィルタ
２１  フィルタ駆動回路（フィルタ駆動手段）
【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】
2005184090.tif 000009
【図８】
2005184090.tif 000010
【図９】
2005184090.tif 000011
【図１０】
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