(57)【要約】【課題】レンズシェーディングによる周辺光量不足を補正すると共に、レンズ自身の精度による歪みやレンズの取り付け精度不足による周辺光量不均一を補正する。【解決手段】周辺光量補正回路１００は、画像同期信号回路２０と、座標変換回路３０と、輝度値補正演算回路４０によって構成されている。座標変換回路３０によって、輝度値積算値を算出することによって入力画像の光量情報を抽出して、その積算平均値を基に輝度値補正演算回路４０に入力される座標を生成する。輝度値補正演算回路４０では、座標変換回路３０からの入力座標を基に周辺光量補正関数を変換して、入力画像に適した補正を行う。【選択図】図１
2007134903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光レンズを介して撮像素子により被写体を撮像する撮像領域の周辺光量を補正する周辺光量補正回路において、
該撮像素子からの各画素データに対して、該撮像領域の中心を点対象とする各領域の積算平均値の差分係数値を得る差分係数値獲得手段と、
該差分係数値に基づいて、該撮像領域の新たな画素座標値に変換する画素座標変換手段と、
該新たな画素座標値に基づいて基本周辺光量補正関数から新たな周辺光量補正関数に変換する周辺光量補正関数変換手段と、
該新たな周辺光量補正関数に基づいて、該撮像素子からの各画素データに対して周辺光量補正を行う周辺光量補正手段とを有する周辺光量補正装置。
【請求項２】
前記差分係数値獲得手段は、前記各画素データの輝度値またはＲＧＢデータ値に対して前記積算平均値の差分係数値を計算する請求項１に記載の周辺光量補正装置。
【請求項３】
前記各領域は、前記撮像領域の画面中心から個々の領域の重心までの一方向の距離が等距離にある二つの領域と、該一方向に交叉する方向の距離が等距離にある二つの領域との少なくともいずれかである請求項１に記載の周辺光量補正装置。
【請求項４】
前記一方向および該一方向に交叉する方向は、前記撮像領域の画面に対して、互いに直交する縦方向および左右方向である請求項３に記載の周辺光量補正装置。
【請求項５】
前記積算平均値は、前記各領域の積算値を前記各領域の画素数で割って求められる請求項１〜３のいずれかに記載の周辺光量補正装置。
【請求項６】
前記差分係数値獲得手段は、前記各領域の積算平均値の差分値を該各領域間距離で割った値を、前記差分係数値として計算する請求項１、３および５のいずれかに記載の周辺光量補正装置。
【請求項７】
前記差分係数値獲得手段は、前記撮像素子からの各画素データとして、光量が前記画面全体で一様になるような画像を撮像した各画素データに対して、前記差分係数値を計算する請求項１に記載の周辺光量補正装置。
【請求項８】
前記差分係数値獲得手段は、前記撮像素子からの各画素データとして、光量が同心円状にグラディエーションになっている画像を撮像した各画素データに対して、前記差分係数値を計算する請求項１に記載の周辺光量補正装置。
【請求項９】
前記差分係数値獲得手段として、前記撮像素子からの各画素データを周辺光量補正した後の各画素データに対して、前記差分係数値を算出する場合に、算出された差分係数値が所定の基準範囲内であるか否かによって、正しく周辺光量補正が為されたか否かを確認可能とする補正確認手段をさらに有する請求項１に記載の周辺光量補正装置。
【請求項１０】
前記撮像素子からの各画素データの画面左上端を原点座標（０，０）として、入力水平画素座標と入力垂直画素座標とを順次ナンバリングして該画面の座標（Ｘ、Ｙ）値を求める座標生成手段をさらに有し、前記差分係数値獲得手段は、該座標（Ｘ、Ｙ）値を用いて前記各領域の積算処理を行う請求項１に記載の周辺光量補正装置。
【請求項１１】
前記差分係数値獲得手段は、前記各領域の座標値と前記座標（Ｘ、Ｙ）値とを比較し、両者が一致するかどうかを判定する手段をさらに有し、該両者が一致した座標（Ｘ、Ｙ）値の各画素データに対して、前記積算平均値を計算してこれを用いて前記差分係数値を計算する請求項１０に記載の周辺光量補正装置。
【請求項１２】
前記画素座標変換手段は、前記差分係数値に基づいて前記座標（Ｘ、Ｙ）値を前記新たな画素座標値に変換する請求項１０に記載の周辺光量補正装置。
【請求項１３】
前記画素座標変換手段は、フレームが変わった場合に、これを検出して前記差分係数値を、変わった次のフレームの座標値にかけて座標変換処理を行う請求項１または１２に記載の周辺光量補正装置。
【請求項１４】
前記画素座標変換手段は、補正割合を調節する調整係数を用いて、前記新たな画素座標値が微調整される請求項１、１２および１３のいずれかに記載の周辺光量補正装置。
【請求項１５】
前記周辺光量補正関数変換手段は、前記基本周辺光量補正関数として、前記画面の中心を基点として、同心円状に輪郭補正の利得値を変更する周辺光量補正関数を少なくとも一つ用いる請求項１に記載の周辺光量補正装置。
【請求項１６】
前記周辺光量補正手段は、前記撮像素子からの各画像データの輝度値またはＲＧＢデータ値に対して周辺光量補正を行う請求項１に記載の周辺光量補正装置。
【請求項１７】
前記撮像素子の駆動タイミングを制御するための撮像素子動作用同期信号と、該撮像素子からの各画像データに対して座標計算を行うための領域指定用同期信号とを生成する同期信号生成手段をさらに有する請求項１に記載の周辺光量補正装置。
【請求項１８】
前記同期信号生成手段は、水平同期信号と垂直同期信号を前記座標生成手段に出力し、
該座標生成手段は、該水平同期信号をカウントする水平カウンタと、該垂直同期信号をカウントする垂直カウンタとを有し、該水平カウンタと該垂直カウンタとから前記座標（Ｘ、Ｙ）値を出力する請求項１０に記載の周辺光量補正装置。
【請求項１９】
前記差分係数値獲得手段は、
前記撮像素子からの各画素データに対して、前記各領域の積算平均値をそれぞれ計算する積算平均回路と、
該積算平均回路からの積算平均値を用いて、Ｘ座標を変換するためのＸ差分係数値およびＹ座標を変換するためのＹ差分係数値を求める係数生成回路とを有する請求項１に記載の周辺光量補正装置。
【請求項２０】
前記積算平均回路は、前記各領域の座標値と前記座標（Ｘ、Ｙ）値とを比較する比較回路と、該比較回路による比較結果が一致した場合に、該一致した座標（Ｘ、Ｙ）値の各画素データの輝度値を前記各領域毎にそれぞれ積算する積算回路と、該各領域の積算値を前記各領域の画素数で割って前記積算平均値を計算する平均化回路とを有する請求項１９に記載の周辺光量補正装置。
【請求項２１】
前記係数生成回路は、前記各領域の積算平均値の差分値を計算する差分回路と、該差分値を該各領域間距離で割った値を前記差分係数値として計算する係数回路とを有する請求項１９に記載の周辺光量補正装置。
【請求項２２】
前記集光レンズのレンズ機能として、オートフォーカス、光学ズームおよびマクロ機能の少なくともいずれかを有する場合、前記差分係数値獲得手段は、該集光レンズの移動位置に応じた差分係数値を求めて記憶手段に記憶する請求項１に記載の周辺光量補正装置。
【請求項２３】
集光レンズを介して撮像素子により被写体を撮像する撮像領域の周辺光量を補正する周辺光量補正方法において、
該撮像素子からの各画素データに対して、該撮像領域の中心を点対象とする各領域の積算平均値の差分係数値を得る差分係数値獲得ステップと、
該差分係数値に基づいて、該撮像領域の新たな画素座標値に変換する画素座標変換ステップと、
該新たな画素座標値に基づいて基本周辺光量補正関数から新たな周辺光量補正関数に変換する周辺光量補正関数変換ステップと、
該新たな周辺光量補正関数に基づいて、該撮像素子からの各画素データに対して周辺光量補正を行う周辺光量補正ステップとを有する周辺光量補正方法。
【請求項２４】
前記差分係数値獲得ステップは、前記各画素データの輝度値またはＲＧＢデータ値に対して前記積算平均値の差分係数値を計算する請求項２３に記載の周辺光量補正方法。
【請求項２５】
前記差分係数値獲得ステップにおいて、前記各領域は、前記撮像領域の画面中心から個々の領域の重心までの一方向の距離が等距離にある二つの領域と、該一方向に交叉する方向の距離が等距離にある二つの領域との少なくともいずれかである請求項２３に記載の周辺光量補正方法。
【請求項２６】
前記一方向および該一方向に交叉する方向は、前記撮像領域の画面に対して、互いに直交する縦方向および左右方向である請求項２５に記載の周辺光量補正方法。
【請求項２７】
前記積算平均値は、前記各領域の積算値を前記各領域の画素数で割って求める請求項２３〜２５のいずれかに記載の周辺光量補正方法。
【請求項２８】
前記差分係数値獲得ステップは、前記各領域の積算平均値の差分値を該各領域間距離で割った値を前記差分係数値として計算する請求項２３、２５および２７のいずれかに記載の周辺光量補正方法。
【請求項２９】
前記差分係数値獲得ステップは、前記撮像素子からの各画素データとして、光量が前記画面全体で一様になるような画像を撮像した各画素データに対して、前記差分係数値を計算する請求項２３に記載の周辺光量補正方法。
【請求項３０】
前記差分係数値獲得ステップは、前記撮像素子からの各画素データとして、光量が同心円状にグラディエーションになっている画像を撮像した各画素データに対して、前記差分係数値を計算する請求項２３に記載の周辺光量補正方法。
【請求項３１】
前記差分係数値獲得ステップとして、前記撮像素子からの各画素データを周辺光量補正した後の各画素データに対して、前記差分係数値を算出する場合に、算出された差分係数値が所定の基準範囲内であるか否かによって、正しく周辺光量補正が為されたか否かを確認可能とするステップをさらに有する請求項２３に記載の周辺光量補正方法。
【請求項３２】
前記差分係数値獲得ステップの前に、
前記撮像素子からの各画素データの画面左上端を原点座標（０，０）として、入力水平画素座標と入力垂直画素座標とを順次ナンバリングして該画面の座標（Ｘ、Ｙ）値を求める座標生成ステップをさらに有し、該座標（Ｘ、Ｙ）値を用いて該差分係数値獲得ステップで前記各領域の積算処理を行う請求項２３に記載の周辺光量補正方法。
【請求項３３】
前記差分係数値獲得ステップは、前記各領域の座標値と前記座標（Ｘ、Ｙ）値とを比較し、両者が一致するかどうかを判定するステップをさらに有し、該両者が一致した座標（Ｘ、Ｙ）値の各画素データに対して、前記積算平均値を計算してこれを用いて前記差分係数値を計算する請求項３２に記載の周辺光量補正方法。
【請求項３４】
前記画素座標変換ステップは、前記差分係数値に基づいて前記座標（Ｘ、Ｙ）値を前記新たな画素座標値に変換する請求項３２に記載の周辺光量補正方法。
【請求項３５】
前記画素座標変換ステップは、フレームが変わった場合に、これを検出して前記差分係数値を、変わった次のフレームの座標値にかけて座標変換処理を行う請求項２３または３４に記載の周辺光量補正方法。
【請求項３６】
前記周辺光量補正関数変換ステップは、前記基本周辺光量補正関数として、前記画面の中心を基点として、同心円状に輪郭補正の利得値を変更する周辺光量補正関数を少なくとも一つ用いる請求項２３に記載の周辺光量補正方法。
【請求項３７】
前記周辺光量補正ステップは、前記撮像素子からの各画像データの輝度値またはＲＧＢデータ値に対して周辺光量補正を行う請求項２３に記載の周辺光量補正方法。
【請求項３８】
請求項１〜２２のいずれかに記載の周辺光量補正装置を有する固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器。
【請求項３９】
請求項２３〜３７のいずれかに記載の周辺光量補正方法の各ステップをコンピュータに実行させるための制御プログラム。
【請求項４０】
請求項３９に記載の制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な可読記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像レンズを介して被写体を撮像した撮像画面の周辺光量を補正する周辺光量補正装置、これを用いた周辺光量補正方法、この周辺光量補正装置を有する固体撮像装置を撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、さらには、デジタルカメラモジュールが搭載されたカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器、周辺光量補正方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムおよびこれを記録したコンピュータ読み取り可能な可読記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、撮像レンズを用いたカメラでは、撮影された画像が撮像画面の中心から離れるにしたがって光量が低下して、その撮像画面の周辺部で光量が不足するというシェーディングの問題を有している。また、光学系（レンズ）の小型化やコストダウンを図ろうとすると、その各種性能が不十分になりがちである。
【０００３】
このため、このようなカメラを用いて撮像された撮像画像は、撮像画面の周辺部の光量が中心部に比べて少なくなり、輝度レベルが下がってしまうという問題が生じる。そこで、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、カメラ付き携帯電話装置のカメラでは、このような周辺光量の不足を信号処理により補正する周辺光量補正手法が用いられている。
【０００４】
図８は、従来の撮像素子の受光面に対するレンズ位置と光量（輝度）レベルとの関係を示すグラフである。なお、図８では、横軸はレンズの位置を示し、縦軸はその位置での光量レベルを示している。
【０００５】
図８の曲線ｆ１〜ｆ３に示すように、撮像レンズの中心から周辺部に向かって撮像素子の複数の受光部（撮像領域）に入射される光量レベルが小さくなるため、レンズ中心からその周辺部に向かって光量のゲイン（利得）係数を大きくして画像全体（画像画面）の光量を一様にするように周辺光量補正処理が為されている。
【０００６】
このような周辺光量補正方法として、例えば特許文献１および特許文献２には、映像信号の輪郭成分を抽出して輪郭補正信号を生成し、撮像画像の周辺部ほど大きな利得となるようにパラボラ波信号などにより利得制御を行なうことにより、画像面全体で明るさ（輝度）が一様なフラットな解像度を得る方法が開示されている。
【０００７】
特許文献３には、上記輪郭補正信号に対してレスポンス関数に基づく重み付けを行なって、解像度を向上させる周辺光量補正方法が開示されている。
【０００８】
特許文献４には、撮影レンズの周波数特性に応じた輪郭補正信号を生成することにより、レンズの周波数特性に応じた補正処理を行う周辺光量補正方法が開示されている。
【０００９】
特許文献５には、カメラの絞りが開放状態に近づくほど補正増幅度が高くなるように補正信号を生成することにより、カメラの絞り状態に応じた補正処理を行う周辺光量補正方法が開示されている。
【００１０】
特許文献６には、ズーム機能を備えたカメラにおいて、各レンズ毎にレンズの絞りの開き度やズーム倍率の状態に応じた周辺光量低下データを用いて、レンズの絞り状態やズーム倍率に応じて適正な補正を行う周辺光量補正方法が開示されている。
【００１１】
以上の従来技術は、いずれも、撮像画像の中心を基点として同心円状に輪郭補正を行うための利得を制御するものである。
【００１２】
図９は、特許文献５に開示されている従来のシェーディング補正回路の構成例を示すブロック図である。
【００１３】
図９において、撮像レンズ系１０１から出力される光映像信号Ｖ０は、光電変換回路１０２によって電気映像信号Ｖ１に変換された後、シェーディング補正回路１１０を経て画像再生部に出力される。この映像信号Ｖ１は、絞り制御回路１０３に供給されて、撮像レンズ系１０１の絞りを自動調節する絞り制御信号Ｃ０が撮像レンズ系１０１にフィードバックされる。この絞り制御信号Ｃ０は撮像レンズ系１０１の図示しない絞り調整機構へ入力される。
【００１４】
シェーディング補正回路１１０は、光電変換回路１０２から得られる映像信号Ｖ１の周辺光量の劣化を補正する第１ゲインコントロール回路１１１と、映像信号Ｖ１に含まれる水平同期信号から作成される水平駆動信号ＨＤが入力される第１パラボラ信号発生回路１１２と、映像信号Ｖ１に含まれる垂直同期信号から作成される垂直駆動信号ＶＤが入力される第２パラボラ信号発生回路１１３と、両パラボラ信号発生回路１１２および１１３により発生した第１パラボラ信号Ｐ１および第２パラボラ信号Ｐ２を加算する加算器１１４と、この加算器１１４の出力端が接続された第２ゲインコントロール回路１１５とを有している。
【００１５】
絞り制御回路１０３からの絞り制御信号Ｃ１は、第２ゲインコントロール回路１１５の制御部に入力され、第２ゲインコントロール回路１１５からのシェーディング補正信号Ｃ２は第１ゲインコントロール回路１１１の制御部に入力されるようになっている。
【００１６】
第１パラボラ信号発生回路１１２および第２パラボラ信号発生回路１１３では、それぞれ、水平駆動信号ＨＤおよび垂直駆動信号ＶＤに基づいて、水平駆動信号ＨＤおよび垂直駆動信号ＶＤに同期した第１パラボラ信号Ｐ１および第２パラボラ信号Ｐ２が作成されて加算器１１４に入力される。
【００１７】
この絞り制御回路１０３によって作成される絞り制御信号Ｃ１は、撮像レンズ系１０１の絞りが開けられるにつれてレベルが上昇され、絞り制御信号Ｃ１のレベルに比例して第２ゲインコントロール回路１１５のゲインが調整される。第１パラボラ信号Ｐ１および第２パラボラ信号Ｐ２の加算結果は、加算器１１４から第２ゲインコントロール回路１１５に入力されて、絞りに応じた振幅のシェーディング補正信号Ｃ２が第１ゲインコントロール回路１１１に出力される。
【００１８】
第１ゲインコントロール回路１１１は、シェーディング補正信号Ｃ２の制御下で絞りに応じたゲイン特性を示し、絞りに応じて、周辺光量の劣化に応じたゲイン特性を示すため、絞りに応じて周辺光量の補正が行われる。つまり、絞りを絞れば絞るほど周辺の明るさはより暗くなるから、絞りが絞られるほど周辺の補正増幅度（ゲイン）をより大きくしている。
【特許文献１】特開平７−７４９８７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９８８８０号公報
【特許文献３】特開２００２−７７７２２号公報
【特許文献４】特開２００５−１５０９８６号公報
【特許文献５】特開平１−１８６０６４号公報
【特許文献６】特開２００３−１１０９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上記特許文献１〜６の周辺光量補正手法では、いずれも、画像面の中心を基点として、画像面の端に向かって同心円状に、輪郭補正を行うための利得（ゲイン）を変更することにより、光量が画像面全体で一様である画像に対して、同じく光量が画像面全体で一様である画像を得るものである。
【００２０】
例えば図８のグラフｆ１〜ｆ３に示すように、レンズ中心から周辺部に向かって撮像素子の受光面（撮像領域）に入射される光量レベルが小さくなるため、レンズ中心を基点としてレンズの端に向かって、光量のゲイン係数を補正関数などにしたがって同心円状に大きくすることによって、光量が画像面全体で一様である画像に対して、同じく画像面全体の光量を一様にすることができる。
【００２１】
ところが、実際の製品においては、レンズ自体の精度による歪やレンズの取り付け精度不足により、レンズと撮像素子の受光面とが平行に設置できないことがある。例えば、携帯電話装置などに搭載されているカメラモジュールは、コスト面から考えると高価なレンズを搭載することができず、また、大量に製造されるために、レンズの取り付け精度についても、それほど精度を高くすることができない。携帯電話装置に用いられるカメラモジュールなどにレンズを取り付ける際には、カメラモジュールの筐体によってレンズの端を挟み込むように取り付けられるため、筐体の設計精度がそのままレンズの取り付け精度になっている。よって、レンズの光軸と撮像素子の受光面中心の垂線との不一致（位置ズレ）や、レンズが傾いて設置される虞がある。特に、レンズが傾いて設置されると、光量が画像面全体で一様である画像に対して、同じく画像面全体の光量が一様にならない。
【００２２】
図１０は、レンズの取り付け精度に問題がある場合について、従来の撮像素子の受光面に対するレンズの位置と光量レベルとの関係を示すグラフである。なお、横軸はレンズの位置を示し、縦軸はその位置での光量レベルを示している。
【００２３】
この場合、レンズの取り付け精度が悪く、レンズがＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子の受光面に対して平行に取り付けられていないため、図１０のグラフｚ１〜ｚ３に示すように、レンズ中心からその周辺部に向かって光量レベルは小さくなるものの、左右対称にはなっていない。
【００２４】
したがって、図１１（ａ）に示すように、レンズと撮像素子の受光面とが平行に設置されている場合には、輝度が左右で均等となって同心円状になるため、従来の周辺光量補正方法によって、画像面の中心を基点として、画像面の端に向かって同心円状に、輪郭補正を行うためのゲインを変更することによって、光量が画像面全体で一様である画像に対して、同じく画像面全体の光量を一様にすることができる。これに対して、図１１（ｂ）に示すように、レンズと撮像素子の受光面とが平行に設置されていない場合には、輝度が画像面の左右位置で不均等になり、例えば画像面の左側に偏った円状になるため、従来の周辺光量補正方法を用いても、斜線でハッチングを施した部分の輝度が通常の補正値よりもさらに低くなり、光量が画像面全体で一様である画像に対して、同じく画像全体の光量を一様にするように補正できない。
【００２５】
さらに、別の手法として、撮像素子の画素数と同じワード数のメモリを設けて、一画素ずつ、輪郭補正のための利得変更係数を設定する方法も考えられる。しかしながら、この方法では、画素数が増えることによって、それだけ多量のメモリ数が必要とされるため、製造コストの増大および処理速度の低下を招くことから、これは現実的な解決方法ではない。
【００２６】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、製造コストの増大および処理速度の低下を抑えながら、レンズシェーディングによる周辺光量不足を補正すると共に、レンズ自体の歪みやレンズの取り付け精度不足による撮像素子の受光面への入射光量の不均一性を補正して、光量が画像面全体で一様である画像に対して、同じく撮影画像面全体で一様な解像度を得ることができる周辺光量補正装置、周辺光量補正方法、この周辺光量補正装置を有する固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器、この周辺光量補正方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムおよびこの制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な可読記録媒体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】
【００２７】
本発明の周辺光量補正装置は、集光レンズを介して撮像素子により被写体を撮像する撮像領域の周辺光量を補正する周辺光量補正回路において、該撮像素子からの各画素データに対して、該撮像領域の中心を点対象とする各領域の積算平均値の差分係数値を得る差分係数値獲得手段と、該差分係数値に基づいて、該撮像領域の新たな画素座標値に変換する画素座標変換手段と、該新たな画素座標値に基づいて基本周辺光量補正関数から新たな周辺光量補正関数に変換する周辺光量補正関数変換手段と、該新たな周辺光量補正関数に基づいて、該撮像素子からの各画素データに対して周辺光量補正を行う周辺光量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。
【００２８】
また、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における差分係数値獲得手段は、前記各画素データの輝度値またはＲＧＢデータ値に対して前記積算平均値の差分係数値を計算する。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における各領域は、前記撮像領域の画面中心から個々の領域の重心までの一方向の距離が等距離にある二つの領域と、該一方向に交叉する方向の距離が等距離にある二つの領域との少なくともいずれかである。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における一方向および該一方向に交叉する方向は、前記撮像領域の画面に対して、互いに直交する縦方向および左右方向である。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における積算平均値は、前記各領域の積算値を前記各領域の画素数で割って求められる。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における差分係数値獲得手段は、前記各領域の積算平均値の差分値を該各領域間距離で割った値を、前記差分係数値として計算する。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における差分係数値獲得手段は、前記撮像素子からの各画素データとして、光量が前記画面全体で一様になるような画像を撮像した各画素データに対して、前記差分係数値を計算する。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における差分係数値獲得手段は、前記撮像素子からの各画素データとして、光量が同心円状にグラディエーションになっている画像を撮像した各画素データに対して、前記差分係数値を計算する。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における差分係数値獲得手段として、前記撮像素子からの各画素データを周辺光量補正した後の各画素データに対して、前記差分係数値を算出する場合に、算出された差分係数値が所定の基準範囲内であるか否かによって、正しく周辺光量補正が為されたか否かを確認可能とする補正確認手段をさらに有する。
【００３６】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置において、前記撮像素子からの各画素データの画面左上端を原点座標（０，０）として、入力水平画素座標と入力垂直画素座標とを順次ナンバリングして該画面の座標（Ｘ、Ｙ）値を求める座標生成手段をさらに有し、前記差分係数値獲得手段は、該座標（Ｘ、Ｙ）値を用いて前記各領域の積算処理を行う。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置において、前記差分係数値獲得手段は、前記各領域の座標値と前記座標（Ｘ、Ｙ）値とを比較し、両者が一致するかどうかを判定する手段をさらに有し、該両者が一致した座標（Ｘ、Ｙ）値の各画素データに対して、前記積算平均値を計算してこれを用いて前記差分係数値を計算する。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における画素座標変換手段は、前記差分係数値に基づいて前記座標（Ｘ、Ｙ）値を前記新たな画素座標値に変換する。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における画素座標変換手段は、フレームが変わった場合に、これを検出して前記差分係数値を、変わった次のフレームの座標値にかけて座標変換処理を行う。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における画素座標変換手段は、補正割合を調節する調整係数を用いて、前記新たな画素座標値が微調整される。
【００４１】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における周辺光量補正関数変換手段は、前記基本周辺光量補正関数として、前記画面の中心を基点として、同心円状に輪郭補正の利得値を変更する周辺光量補正関数を少なくとも一つ用いる。
【００４２】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における周辺光量補正手段は、前記撮像素子からの各画像データの輝度値またはＲＧＢデータ値に対して周辺光量補正を行う。
【００４３】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置において、前記撮像素子の駆動タイミングを制御するための撮像素子動作用同期信号と、該撮像素子からの各画像データに対して座標計算を行うための領域指定用同期信号とを生成する同期信号生成手段をさらに有する。
【００４４】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における同期信号生成手段は、水平同期信号と垂直同期信号を前記座標生成手段に出力し、該座標生成手段は、該水平同期信号をカウントする水平カウンタと、該垂直同期信号をカウントする垂直カウンタとを有し、該水平カウンタと該垂直カウンタとから前記座標（Ｘ、Ｙ）値を出力する。
【００４５】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における差分係数値獲得手段は、前記撮像素子からの各画素データに対して、前記各領域の積算平均値をそれぞれ計算する積算平均回路と、該積算平均回路からの積算平均値を用いて、Ｘ座標を変換するためのＸ差分係数値およびＹ座標を変換するためのＹ差分係数値を求める係数生成回路とを有する。
【００４６】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における積算平均回路は、前記各領域の座標値と前記座標（Ｘ、Ｙ）値とを比較する比較回路と、該比較回路による比較結果が一致した場合に、該一致した座標（Ｘ、Ｙ）値の各画素データの輝度値を前記各領域毎にそれぞれ積算する積算回路と、該各領域の積算値を前記各領域の画素数で割って前記積算平均値を計算する平均化回路とを有する。
【００４７】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置における係数生成回路は、前記各領域の積算平均値の差分値を計算する差分回路と、該差分値を該各領域間距離で割った値を前記差分係数値として計算する係数回路とを有する。
【００４８】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正装置において、前記集光レンズのレンズ機能として、オートフォーカス、光学ズームおよびマクロ機能の少なくともいずれかを有する場合、前記差分係数値獲得手段は、該集光レンズの移動位置に応じた差分係数値を求めて記憶手段に記憶する。
【００４９】
本発明の周辺光量補正方法は、集光レンズを介して撮像素子により被写体を撮像する撮像領域の周辺光量を補正する周辺光量補正方法において、該撮像素子からの各画素データに対して、該撮像領域の中心を点対象とする各領域の積算平均値の差分係数値を得る差分係数値獲得ステップと、該差分係数値に基づいて、該撮像領域の新たな画素座標値に変換する画素座標変換ステップと、該新たな画素座標値に基づいて基本周辺光量補正関数から新たな周辺光量補正関数に変換する周辺光量補正関数変換ステップと、該新たな周辺光量補正関数に基づいて、該撮像素子からの各画素データに対して周辺光量補正を行う周辺光量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。
【００５０】
また、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法における差分係数値獲得ステップは、前記各画素データの輝度値またはＲＧＢデータ値に対して前記積算平均値の差分係数値を計算する。
【００５１】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法における差分係数値獲得ステップにおいて、前記各領域は、前記撮像領域の画面中心から個々の領域の重心までの一方向の距離が等距離にある二つの領域と、該一方向に交叉する方向の距離が等距離にある二つの領域との少なくともいずれかである。
【００５２】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法における一方向および該一方向に交叉する方向は、前記撮像領域の画面に対して、互いに直交する縦方向および左右方向である。
【００５３】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法における積算平均値は、前記各領域の積算値を前記各領域の画素数で割って求める。
【００５４】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法における差分係数値獲得ステップは、前記各領域の積算平均値の差分値を該各領域間距離で割った値を前記差分係数値として計算する。
【００５５】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法における差分係数値獲得ステップは、前記撮像素子からの各画素データとして、光量が前記画面全体で一様になるような画像を撮像した各画素データに対して、前記差分係数値を計算する。
【００５６】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法における差分係数値獲得ステップは、前記撮像素子からの各画素データとして、光量が同心円状にグラディエーションになっている画像を撮像した各画素データに対して、前記差分係数値を計算する。
【００５７】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法における差分係数値獲得ステップとして、前記撮像素子からの各画素データを周辺光量補正した後の各画素データに対して、前記差分係数値を算出する場合に、算出された差分係数値が所定の基準範囲内であるか否かによって、正しく周辺光量補正が為されたか否かを確認可能とするステップをさらに有する。
【００５８】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法における差分係数値獲得ステップの前に、前記撮像素子からの各画素データの画面左上端を原点座標（０，０）として、入力水平画素座標と入力垂直画素座標とを順次ナンバリングして該画面の座標（Ｘ、Ｙ）値を求める座標生成ステップをさらに有し、該座標（Ｘ、Ｙ）値を用いて該差分係数値獲得ステップで前記各領域の積算処理を行う。
【００５９】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法において、前記差分係数値獲得ステップは、前記各領域の座標値と前記座標（Ｘ、Ｙ）値とを比較し、両者が一致するかどうかを判定するステップをさらに有し、該両者が一致した座標（Ｘ、Ｙ）値の各画素データに対して、前記積算平均値を計算してこれを用いて前記差分係数値を計算する。
【００６０】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法における画素座標変換ステップは、前記差分係数値に基づいて前記座標（Ｘ、Ｙ）値を前記新たな画素座標値に変換する。
【００６１】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法における画素座標変換ステップは、フレームが変わった場合に、これを検出して前記差分係数値を、変わった次のフレームの座標値にかけて座標変換処理を行う。
【００６２】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法における周辺光量補正関数変換ステップは、前記基本周辺光量補正関数として、前記画面の中心を基点として、同心円状に輪郭補正の利得値を変更する周辺光量補正関数を少なくとも一つ用いる。
【００６３】
さらに、好ましくは、本発明の周辺光量補正方法における周辺光量補正ステップは、前記撮像素子からの各画像データの輝度値またはＲＧＢデータ値に対して周辺光量補正を行う。
【００６４】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記周辺光量補正装置を有する固体撮像装置を撮像部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００６５】
本発明の制御プログラムは、本発明の上記周辺光量補正方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００６６】
本発明の可読記録媒体は、本発明の上記制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能なものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００６７】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００６８】
本発明にあっては、撮像素子から供給される輝度値やＲＧＢデータ値などの各画素データに対して、画面中心から個々の領域の重心までの水平方向および垂直方向の距離が等距離である例えば４つの各領域について、個々に積算平均値を計算する。この積算平均値から差分係数値を計算する。この差分係数値を基に新たな座標を生成し、その新たな座標を用いて、画像の中心を基点として同心円状に輪郭補正の利得を変更するような基本補正関数を偏光して、撮像素子からの各画素データを周辺光量補正を行う。
【００６９】
例えば、集光レンズ自体の歪や集光レンズの取り付け精度不足により、撮像素子の受光面への入力画像が不均一である場合でも、入力画像の各画素データを積算平均し、その差分係数値を求めることによって、入力画像の光量情報を抽出することができる。よって、その差分係数値を基に画素座標を新たな画素座標に変換することによって、レンズシェーディングを補正するための基本補正関数を、入力画像に応じた関数に変換することが可能となる。
【００７０】
周辺光量補正手段に入力される座標を新たに生成するだけで、周辺光量補正手段としては従来回路を用いることができるため、コスト増大および処理速度低下を最小限に抑えることが可能となる。
【００７１】
さらに、座標変換のための係数を用いて、補正後の画像に対して正しく補正されているか否かを確認することも可能である。
【発明の効果】
【００７２】
以上により、本発明によれば、低コストで、かつ、的確に、レンズシェーディングによる周辺光量を補正すると共に、従来技術では補正することができなかったレンズ自体の歪みやレンズの取り付け精度不足（位置ずれや傾き）による周辺光量の不均一を補正することができる。したがって、例えば、従来は不合格品として取り扱われていたカメラモジュールなど、デジタルカメラ製品全般に対して、歩留まりを向上させることができる。さらに、補正後の画像に対して正しく補正されているか否かを確認することもできるため、新たに検査装置を導入することも不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
以下に、本発明の周辺光量補正装置および周辺光量補正方法の実施形態を、デジタルカメラの周辺光量補正回路および周辺光量補正方法に適用した場合について、図面を参照しながら説明する。
【００７４】
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラの周辺光量補正回路の構成例を示すブロック図である。
【００７５】
図１において、本実施形態のデジタルカメラの周辺光量補正回路１は、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子１０などに対して各種の画像同期信号を出力する画像同期信号生成手段としての画像同期信号回路２０と、撮像素子１０からの画像データＤから補正座標値を生成する座標変換回路３０と、この補正座標値に基づいて周辺光量補正演算を行う補正演算回路としての輝度値補正演算回路４０とを有している。
【００７６】
撮像素子１０は、２次元状でマトリクス状に配置された図示しない複数の受光部（受光面；撮像領域）上に集光用のレンズ（図示せず）が配置されており、このレンズを介して入射光（被写体光）が受光面に集光されて所望の画像が撮像可能とされる。
【００７７】
画像同期信号生成回路２０は、撮像素子１０を撮像タイミング制御するための撮像素子動作用同期信号Ａが出力される。この撮像素子動作用同期信号Ａは、撮像領域の複数の受光部で光電変換された信号電荷を電荷転送部へ読み出すための読み出しゲートを制御したり、信号電荷を電荷検出部へ電荷転送するための転送ゲートを制御したり、電子シャッター機能や絞り機能（露光時間およびリセット）を制御するためなどに用いられる。
【００７８】
また、画像同期信号生成回路２０は、後述する座標変換回路３０を構成する積算平均回路３４に対して、演算を行うための領域を指定する領域指定用同期信号Ｂとして、領域指定垂直同期信号ＶＡｒｅａ１、ＶＡｒｅａ２、ＶＡｒｅａ３およびＶＡｒｅａ４と、領域指定水平同期信号ＨＡｒｅａ１、ＨＡｒｅａ２、ＨＡｒｅａ３およびＨＡｒｅａ４とが出力される。これら領域指定用同期信号Ｂに付けられた数字１〜４は、図２に示す領域名の数字と対応している。
【００７９】
さらに、画像同期信号生成回路２０は、後述する座標変換回路３０を構成する画像座標生成回路３１に対して、撮像素子１０から出力される画像データＤにおける画像の有効領域を指定する画像有効領域指定同期信号Ｃとして、垂直同期信号ＶＲＥＦおよび水平同期信号ＨＲＥＦが出力される。
【００８０】
座標変換回路３０は、座標変換回路３０は、撮像素子１０からの各画素データの画面左上端を原点座標（０，０）として、入力水平画素座標と入力垂直画素座標とを順次ナンバリングして画面の座標（Ｘ、Ｙ）値を求める座標生成手段としての画像座標生成回路３１と、画素データ選択切り替え手段としてのセレクタ３２と、撮像素子１０からの各画素データに対して、撮像領域の中心を点対象とする各領域の積算平均値の差分係数値を得る差分係数値獲得手段としての積算平均回路３３および係数生成回路３４と、記憶手段としてのレジスタ群３５と、この差分係数値に基づいて、該撮像領域の新たな画素座標値に変換する画素座標変換手段としての座標生成回路３６とを有し、輝度値補正演算回路４０に入力される新たな座標値を生成出力する。
【００８１】
画像座標生成回路３１では、画像同期信号回路２０から入力される画像有効領域指定同期信号Ｃである垂直同期信号ＶＲＥＦおよび水平同期信号ＨＲＥＦを用いて、入力画像の左上端を原点［座標（０，０）］として、入力垂直画素座標ＶＰｉｘＮｕｍおよび入力水平画素座標ＨＰｉｘＮｕｍが回路内部で生成（ナンバリング）されて入力画素座標値信号Ｅとして出力される。また、画像座標生成回路３１では、撮像画像（撮像領域）の中心座標（Ｘ中心、Ｙ中心）の中心設定値信号Ｆを用いて、下記（式１）および（式２）により演算が行われて、入力画像の各画素に対応したＸ座標ＸＰｉｘおよびＹ座標ＹＰｉｘがＸ座標およびＹ座標を示す座標信号Ｇとして出力される。
【００８２】
Ｘ座標：ＸＰｉｘ＝ＨＰｉｘＮｕｍ−Ｘ中心・・・（式１）
Ｙ座標：ＹＰｉｘ＝ＶＰｉｘＮｕｍ−Ｙ中心・・・（式２）
セレクタ３２は、撮像素子１０からの画像データＤと、後述する補正確認用の補正後の画像データＮとのいずれかを、図示しない選択制御信号により選択して積算平均回路３３に供給可能としている。
【００８３】
積算平均回路３３は、画像同期信号回路２０から入力される領域指定用同期信号Ｂとしての領域指定用垂直同期信号ＶＡｒｅａ１、ＶＡｒｅａ２、ＶＡｒｅａ３およびＶＡｒｅａ４と、領域指定用水平同期信号ＨＡｒｅａ１、ＨＡｒｅａ２、ＨＡｒｅａ３およびＨＡｒｅａ４とを用いて、図２に示すような４つの領域（中心から等距離にあって互いに直交する線上の所定領域）に対して、個々に、領域１に対応する積算平均輝度値ＡｖｅＬ（１）、領域２に対応する積算平均輝度値ＡｖｅＬ（２）、領域３に対応する積算平均輝度値ＡｖｅＬ（３）、領域４に対応する積算平均輝度値ＡｖｅＬ（４）が求められて積算平均輝度値を示す積算平均輝度値信号Ｉとして出力される。四つの各領域は、個々の各領域の重心が（Ｘ中心、Ｙ中心）から等距離Ｈになるように設定される。図２では、重心が（Ｘ中心、Ｙ中心）からＹ方向に＋Ｈ（上）の位置にある領域１と、重心が（Ｘ中心、Ｙ中心）からＸ方向に−Ｈ（左）の位置にある領域２と、重心が（Ｘ中心、Ｙ中心）からＸ方向に＋Ｈ（右）の位置にある領域３と、重心が（Ｘ中心、Ｙ中心）からＹ方向に−Ｈ（下）の位置にある領域４とが示されている。
【００８４】
個々の４つ領域の積算平均輝度値は、下記（式３）によって求められる。
【００８５】
積算平均輝度値：ＡｖｅＬ（Ｎ）＝ΣＰｉｘ（ｘ，ｙ）／Ｐｉｘ（Ｎｕｍ）・・（式３）
Ｎ：１から４までの整数
Ｐｉｘ（ｘ，ｙ）：領域Ｎにおける各画素の輝度成分
Ｐｉｘ（Ｎｕｍ）：指定領域における画素数
係数生成回路３４では、積算平均回路３３から入力される積算平均輝度値ＡｖｅＬ（１）、ＡｖｅＬ（２）、ＡｖｅＬ（３）およびＡｖｅＬ（４）に対して、下記（式４）および（式５）を用いて、Ｘ座標を変換するための係数値ＣｏｅｆｆＸおよびＹ座標を変換するための係数値ＣｏｅｆｆＹが求められる。
【００８６】
Ｘ座標の係数：ＣｏｅｆｆＸ＝ＡｖｅＬ（１）−ＡｖｅＬ（４）・・・（式４）
Ｙ座標の係数：ＣｏｅｆｆＹ＝ＡｖｅＬ（３）−ＡｖｅＬ（２）・・・（式５）
係数生成回路３４で求められたこれらの係数値を示す係数値信号Ｊは、一旦、レジスタ群３５に格納される。
【００８７】
これらの係数値ＣｏｅｆｆＸおよびＣｏｅｆｆＹは予め求められており、これらを求める際には、撮像画像として、明るさ（輝度値）が撮像画面内で一様になるような画像（または同心円状に明るさがグラディエーションになっている画像；一様な画像のようにレンズの傾きだけではなく、レンズ位置がずれた場合も検出できる）、例えば一面白色の画像などが選択されて用いられる。このような画像を撮像して、本実施形態のデジタルカメラの周辺光量補正回路を動作させ、このときに得られる係数値ＣｏｅｆｆＸおよびＣｏｅｆｆＹが予めレジスタ群３５に格納されている。さらに、レンズ機能として、オートフォーカス、光学ズームおよびマクロ機構などを有する場合、レンズの移動位置に応じた係数値ＣｏｅｆｆＸおよびＣｏｅｆｆＹが求められ、レジスタ群３５に格納されている。これにより、使用される全てのレンズ状態に対して、輝度値が一様であるような画像が得られる。
【００８８】
座標生成回路３６は、画像座標生成回路３１から出力された座標信号Ｇ（ＸＰｉｘおよびＹＰｉｘ）と、レジスタ群３５に予め格納されている、カメラレンズの状態（レンズの移動位置）に応じた係数値信号Ｋ（ＣｏｅｆｆＸおよびＣｏｅｆｆＹの１組）が入力される。さらに、最終的に補正の割合を調節するための補正係数値ＣｏｅｆｆＺも入力される。座標生成回路３６では、下記（式６）および（式７）により演算が行われ、輝度値補正演算回路４０に入力される新たな座標値を示す座標信号Ｌが生成される。
【００８９】
輝度値補正回路用演算回路用Ｘ座標：ＮｅｗＸＰｉｘ＝ＣｏｅｆｆＺ×ＣｏｅｆｆＸ×ＸＰｉｘ・・・（式６）
輝度値補正回路用演算回路用Ｙ座標：ＮｅｗＹＰｉｘ＝ＣｏｅｆｆＺ×ＣｏｅｆｆＹ×ＹＰｉｘ・・・（式７）
輝度値補正演算回路４０は、新たな画素座標値に基づいて基本周辺光量補正関数から新たな周辺光量補正関数に変換する周辺光量補正関数変換手段と、この新たな周辺光量補正関数に基づいて、撮像素子１０からの各画素データに対して周辺光量補正を行う周辺光量補正手段とを有している。即ち、輝度値補正演算回路４０は、座標変換回路３０で生成される座標信号Ｌを基に、基本周辺光量補正関数から新たな周辺光量補正関数４１（周辺光量補正関数変換手段）に変換されて輝度値補正値Ｍが生成され、撮像素子１０から供給される画素データＤに対して輝度値補正値Ｍが加算器４２（周辺光量補正手段）で加算されて輝度値が補正されて、補正後の画像データＮが生成出力される。
【００９０】
この輝度値補正演算回路４０では、周辺光量補正関数４１として、画像の中心を基点として同心円状に輪郭補正の利得を変更するような基本的な補正関数を少なくとも一つ有している。この周辺光量補正関数４１は、例えば図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、中心（１１、Ｓ１１）から周辺に向かって同心円状に利得が大きくなるような放射線状の関数である。図３（ａ）および図３（ｂ）に示す周辺光量補正関数は、中心（１１、Ｓ１１）から周辺に向かって同心円状に輪郭補正の利得が大きくなっており、中心部では０〜５０、その周囲に向かって５０から１００、１００〜１５０、１５０〜２００と大きな光量レベルで補正される。図３（ａ）および図３（ｂ）は基本的な周辺光量補正関数を示す図である。図３（ａ）では画面上の位置を平面上に示し、図３（ｂ）では画面上の位置をＸ−Ｙ平面に示し、補正光量レベルをＺ軸上に示している。
【００９１】
この周辺光量補正関数４１に対して、座標変換回路３０から供給される座標値ＮｅｗＸＰｉｘおよびＮｅｗＹＰｉｘを用いることによって、従来技術では図３（ａ）および図３（ｂ）に示すような関数が、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すような周辺光量の偏りに応じた関数となる。図４（ａ）および図４（ｂ）に示す周辺光量補正関数は、中心位置が図３（ａ）および図３（ｂ）に比べて左下方向にずれて中心（１０、Ｓ１０）となっており、その中心から周辺に向かって同心円状に輪郭補正の利得が大きくなっている。図４（ａ）および図４（ｂ）は基本的な周辺光量補正関数から変換された周辺光量補正関数を示す図である。図４（ａ）では画面上の位置を平面上に示し、図４（ｂ）では画面上の位置をＸ−Ｙ平面に示し、補正光量レベルをＺ軸上に示している。
【００９２】
このように周辺光量の偏りに応じた補正関数を用いて撮像素子１０からの画像データＤを変換することにより、撮影画像面全面で輝度値が一様であるような画像が得られることになる。
【００９３】
輝度値補正演算回路４０から出力される補正後の画像データＮは、座標変換回路３０のセレクタ３２に供給され、セレクタ３２では補正後の画像データＮと撮像素子１０からの画像データＤとのいずれかが選択されて積算平均回路３３に供給される。この補正後の画像データＮを用いて、正しく補正できたか否かが確認可能とされている。
【００９４】
次に、補正後の画像データＮを用いて正しく補正が行われているか否かを確認する方法について説明する。
【００９５】
まず、補正される画像データＤと同じ撮像条件で予め求められてレジスタ群３５に格納された係数値ＣｏｅｆｆＸおよびＣｏｅｆｆＹを用いて、撮像素子１０から供給される画像データＤに対して実際の補正が行われる。その補正後の画像データＮに対して、積算平均回路３３によって、図２に示す４つの領域に対して輝度値の積算平均値が求められ、係数生成回路３４によって補正確認用係数値Ｐとして係数値ＣｏｅｆｆＸおよび係数ＣｏｅｆｆＹが算出される。
【００９６】
算出された補正確認用係数値Ｐの係数値ＣｏｅｆｆＸおよびＣｏｅｆｆＹ１４は、座標変換回路３０から外部に出力される。図示しない判定回路によって、これらの補正確認用係数値Ｐが、
ＣｏｅｆｆＸ＝ＣｏｅｆｆＹ＝”０”
であれば、補正が正しく行われたと判断される。なお、実際には、
ＣｏｅｆｆＸ＝ＣｏｅｆｆＹ＝”０”
とすることは非常に困難であると考えられるので、補正確認用係数ＣｏｅｆｆＸおよびＣｏｅｆｆＹが共に所定の範囲以下であるか否かによって、画像が正しく補正されているか否かが確認可能とされる。
【００９７】
さらに、補正後の画像が正しく補正しきれていないと判断された場合には、補正割合調整用係数ＣｏｅｆｆＺを用いて微調整することによって、正しく補正されるようにするっことができる。
【００９８】
以上により、本発明によれば、周辺光量補正回路１は、画像同期信号回路２０と、座標変換回路３０と、輝度値補正演算回路４０によって構成されている。座標変換回路３０で輝度値積算値を算出することによって入力画像の光量情報を抽出して、その積算平均値を基に輝度値補正演算回路４０に入力される座標値を生成する。輝度値補正演算回路４０では、座標変換回路３０からの入力座標値を基に周辺光量補正関数を変換して、入力画像に適した補正を行う。これによって、レンズシェーディングによる周辺光量不足を補正すると共に、レンズ自体の精度による歪みやレンズの取り付け精度不足による周辺光量の不均一性を補正することができる。
【００９９】
なお、本実施形態では、特に説明しなかったが、座標変換回路３０はハードウェアとソフトウェアの何れでも構成することができる。図５に、図１の構成画像座標生成回路３１のハードウェア構成の一例を示している。画像同期信号回路２０からの水平同期信号ＨＲＥＦと垂直同期信号ＶＲＥＦを、入力画像の左上端を原点［座標（０，０）］として、Ｈ−カウンタ（水平カウンタ）とＶ−カウンタ（垂直カウンタ）により計数して、入力水平画素座標ＨＰｉｘＮｕｍと入力垂直画素座標ＶＰｉｘＮｕｍとをナンバリングして（Ｘ、Ｙ）の値を積算平均回路３３に入力画素座標値信号Ｅとして出力する。
【０１００】
図６に、図１の積算平均回路３３および係数生成回路３４のハードウェア構成の一例を示している。画像同期信号回路２０から入力される領域指定用同期信号Ｂ（領域指定用水平同期信号ＨＡｒｅａ１、ＨＡｒｅａ２、ＨＡｒｅａ３およびＨＡｒｅａ４と領域指定用垂直同期信号ＶＡｒｅａ１、ＶＡｒｅａ２、ＶＡｒｅａ３およびＶＡｒｅａ４）とを用いて、予め指定されている４つの領域の座標値と構成画像座標生成回路３１からの座標値（Ｘ、Ｙ）とを比較器で比較して、両者が一致した場合に、積算回路で、４つの領域のそれぞれについて、画像データＤの輝度値を積算する。４つの領域の輝度積算値をそれぞれ平均化回路によって、各領域の画素数で割って、４つの各領域の平均値を取る。その４つの各領域の平均値を順次、レジスタに一時記憶させておく。この４つの各領域は、前述したように、個々の各領域の重心が（Ｘ中心、Ｙ中心）から等距離Ｈにある。さらに、レジスタに一時記憶された４つの各領域の平均値を入力とし、差分回路により、領域（１）平均値−領域（４）平均値、領域（３）平均値−領域（２）平均値の各差分値を求め、各差分値を、（１／距離）回路（係数回路）により各領域間距離で割った値を係数値（差分係数値）ＣｏｅｆｆＸおよびＣｏｅｆｆＹとして求める。
【０１０１】
次に、図１の座標変換回路３０および輝度値補正演算回路４０のソフトウェア構成の一例について説明する。図１の座標変換回路３０および輝度値補正演算回路４０は制御部としてのＣＰＵ（中央演算処理装置）が、例えば光ディスクやハードディスク、ＩＣメモリなどの記憶手段（可読記録媒体）としてのＲＯＭ内の制御プログラムをワークメモリとしてのＲＡＭに読み込み、ＲＡＭ内の制御プログラムに基づいて、撮像素子１０からの各画素データの画面左上端を原点座標（０，０）として、入力水平画素座標と入力垂直画素座標とを順次ナンバリングして画面の座標（Ｘ、Ｙ）値を求める座標生成手段と、撮像素子１０からの各画素データに対して、座標（Ｘ、Ｙ）値を用いて、撮像領域の中心を点対象とする各領域の積算平均値の差分係数値を得る差分係数値獲得手段と、差分係数値に基づいて、撮像領域の新たな画素座標値に変換する画素座標変換手段と、新たな画素座標値に基づいて基本周辺光量補正関数から新たな周辺光量補正関数に変換する周辺光量補正関数変換手段と、この新たな周辺光量補正関数に基づいて、撮像素子１０からの各画素データに対して周辺光量補正を行う周辺光量補正手段と、撮像素子１０からの各画素データを周辺光量補正した後の各画素データに対して、差分係数値を算出する場合に、算出された差分係数値が所定の基準範囲内であるか否かによって、正しく周辺光量補正が為されたか否かを確認可能とする補正確認手段との各機能を実行する。
【０１０２】
図７に、図１の座標変換回路３０および輝度値補正演算回路４０の動作を示すフローチャートを示している。
【０１０３】
図７に示すように、まず、ステップＳ１で、入力画像の左上端を原点［座標（０，０）］として、入力水平画素座標ＨＰｉｘＮｕｍと入力垂直画素座標ＶＰｉｘＮｕｍとをナンバリングして（Ｘ、Ｙ）の値を得る。
【０１０４】
その後、ステップＳ２で、予め指定されている４つの領域の座標値とステップＳ１で得た座標値（Ｘ、Ｙ）とを比較し、両者が一致するかどうかを判定する。ステップＳ２で両者が一致した場合（ＹＥＳ）に、ステップＳ３で、４つの領域のそれぞれについて、画像データＤの輝度値を積算する。
【０１０５】
さらに、ステップＳ４で、４つの領域の輝度積算値をそれぞれ、各領域の画素数で割って、４つの各領域の平均値を求める。
【０１０６】
続いて、ステップＳ５で、その４つの各領域の平均値の差分として、領域（１）平均値−領域（４）平均値、領域（３）平均値−領域（２）平均値を求める。さらに、各差分値を、各領域間距離で割った値を係数値ＣｏｅｆｆＸおよびＣｏｅｆｆＹとして求める。
【０１０７】
この状態で、ステップＳ６で、本フレームが終わって次のフレームになったかどうかを判定する。
【０１０８】
ステップＳ６で次のフレームになった場合（ＹＥＳ）に、ステップＳ７で、ステップＳ５で求めた係数値ＣｏｅｆｆＸおよびＣｏｅｆｆＹを、次のフレームの座標値にかけて座標変換処理をする。
【０１０９】
ステップＳ８で、座標変換処理が為された新しい座標値を用いて補正関数を変換する。さらに、ステップＳ９で、変換された補正関数を用いて撮像素子１０からの画像データの」輝度値を周辺光量補正する。
【０１１０】
この周辺光量補正は製品出荷時などに行われ、その後は、求められた係数値ＣｏｅｆｆＸおよびＣｏｅｆｆＹを記憶手段に記憶させておいてそれを用いてステップＳ７〜Ｓ９を常時行うようにすればよい。
【０１１１】
なお、本実施形態では、画素データ値として輝度値を用いて周辺光量補正補正を行う場合について説明したが、輝度成分を含むＲ，Ｇ，Ｂなどの画素データ値を用いて周辺光量補正補正を行ってもよい。例えばＧ色データを用いて周辺光量補正を行うことができる。
【０１１２】
また、上記実施形態では、特に説明しなかったが、上記実施形態の周辺光量補正回路１を有する固体撮像装置を撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器について説明する。本発明の電子情報機器は、本発明の上記実施形態１〜３の固体撮像装置２０，２０Ａおよび２０Ｂの少なくともいずれかを撮像部に用いて得た高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。
【０１１３】
以上のように、本発明の好ましい実施形態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】
【０１１４】
本発明は、撮像レンズを介して被写体を撮像した撮像画面の周辺光量を補正する周辺光量補正装置、これを用いた周辺光量補正方法、この周辺光量補正装置を有する固体撮像装置を撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、さらには、デジタルカメラモジュールが搭載されたカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器、周辺光量補正方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムおよびこれを記録したコンピュータ読み取り可能な可読記録媒体の分野において、低コストで、かつ、的確に、レンズシェーディングによる周辺光量を補正すると共に、従来技術では補正することができなかったレンズ自体の歪みやレンズの取り付け精度不足（位置ずれや傾き）による周辺光量の不均一を補正することができる。したがって、例えば、従来は不合格品として取り扱われていたカメラモジュールなど、デジタルカメラ製品全般に対して、歩留まりを向上させることができる。さらに、補正後の画像に対して正しく補正されているか否かを確認することもできるため、新たに検査装置を導入することも不要となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタルカメラの周辺光量補正回路の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のデジタルカメラの周辺光量補正回路において、積算平均値が算出される領域を示す図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、基本的な周辺光量補正関数を示す図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラの周辺光量補正方法により変換された周辺光量補正関数を示す図である。
【図５】図１の構成画像座標生成回路のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図６】図１の積算平均回路および係数生成回路のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図７】図１の座標変換回路および輝度値補正演算回路の動作例を示すフローチャートである。
【図８】従来の撮像素子の複数の受光部に対するレンズ位置と光量レベルとの関係を示すグラフである。
【図９】特許文献５に開示されている従来のシェーディング補正回路の構成例を示すブロック図である。
【図１０】レンズの取り付け精度に問題がある場合について、従来の撮像素子の複数の受光部に対するレンズの位置と光量レベルとの関係を示すグラフである。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、従来の周辺光量補正方法の問題点について説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１  周辺光量補正回路（周辺光量補正装置）
１０  撮像素子
２０  画像同期信号回路
３０  座標変換回路
３１  画像座標生成回路（座標生成手段）
３２  セレクタ
３３  積算平均回路
３４  係数生成回路（積算平均回路と係数生成回路で差分係数値獲得手段）
３５  レジスタ群
３６  座標生成回路（画素座標変換手段）
４０  輝度値補正演算回路
４１  周辺光量補正関数（周辺光量補正関数変換手段）
４２  加算器（周辺光量補正手段）
Ａ  撮像素子動作用同期信号
Ｂ  領域指定用同期信号（領域指定用垂直同期信号ＶＡｒｅａ１，ＶＡｒｅａ２，ＶＡｒｅａ３およびＶＡｒｅａ４と、領域指定用水平同期信号ＨＡｒｅａ１，ＨＡｒｅａ２，ＨＡｒｅａ３およびＨＡｒｅａ４）
Ｃ  画像有効領域指定同期信号（垂直同期信号ＶＲＥＦおよび水平同期信号ＨＲＥＦ）
Ｄ，Ｎ  画像データ
Ｅ  入力画素座標値ＨＰｉｘＮｕｍ，ＶＰｉｘＮｕｍ
Ｆ  画像中心座標（Ｘ中心、Ｙ中心）
Ｇ  入力画像の各画素に対応した座標ＸＰｉｘ，ＹＰｉｘ
Ｉ  積算平均輝度値（ＡｖｅＬ（１），ＡｖｅＬ（２），ＡｖｅＬ（３），ＡｖｅＬ（４））
Ｊ  係数（差分係数値；ＣｏｅｆｆＸ，ＣｏｅｆｆＹ，ＣｏｅｆｆＺ）
Ｋ  レンズ位置に対応した係数（ＣｏｅｆｆＸ，ＣｏｅｆｆＹ，ＣｏｅｆｆＺ）
Ｌ  補正回路用座標（ＮｅｗＸＰｉｘ，ＮｅｗＹＰｉｘ）
Ｍ  補正値
Ｎ  補正後の画像データ
Ｐ  補正確認用係数（ＣｏｅｆｆＸ，ＣｏｅｆｆＹ）
【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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