(57)【要約】      （修正有）【課題】左右の視差画像間の輝度差を軽減するのに好適なシェーディング補正装置、シェーディング補正方法、シェーディング補正プログラム、及び撮影装置を提供する。【解決手段】シェーディング補正装置を、単一の撮影光学系を用いて撮影された左右の視差画像に対して、左右の視差画像間の輝度差が軽減するようにそれぞれ異なるシェーディング補正をかけることにより、左右一対のシャッタ開口を小径化する構成や大型なレンズ構成を採用することなく、視差画像間の輝度差を良好に軽減する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の撮影光学系を用いて撮影された左右の視差画像に対して、該左右の視差画像間の輝度差が軽減するようにそれぞれ異なるシェーディング補正をかけることを特徴とするシェーディング補正装置。
【請求項２】
前記視差画像を構成する各画素の出力値に前記左右の視差画像でそれぞれ異なる分布の所定の補正係数をかけることを特徴とする、請求項１に記載のシェーディング補正装置。
【請求項３】
各前記画素に対応する前記補正係数を前記視差画像の画素配置に対応して配列したときの、前記左右の視差画像に対応する２つの補正係数分布は、各該視差画像を左右に二等分する線分を基準に互いに反転した分布であることを特徴とする、請求項２に記載のシェーディング補正装置。
【請求項４】
各種前記撮影光学系又は該撮影光学系の各ズーム位置に対応する前記補正係数を保持する係数保持手段と、
前記撮影光学系又は前記ズーム位置を認識する認識手段と、
前記認識結果に対応する前記補正係数を前記係数保持手段から選択する係数選択手段と、
を有し、
前記選択された補正係数を用いて前記シェーディング補正をかけることを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載のシェーディング補正装置。
【請求項５】
単一の撮影光学系を用いて撮影された左右の視差画像に対して、該左右の視差画像間の輝度差が軽減するようにそれぞれ異なるシェーディング補正をかけることを特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項６】
前記視差画像を構成する各画素の出力値に前記左右の視差画像でそれぞれ異なる分布の所定の補正係数をかけることを特徴とする、請求項５に記載のシェーディング補正方法。
【請求項７】
各前記画素に対応する前記補正係数を前記視差画像の画素配置に対応して配列したときの、前記左右の視差画像に対応する２つの補正係数分布は、各該視差画像を左右に二等分する線分を基準に互いに反転した分布であることを特徴とする、請求項６に記載のシェーディング補正方法。
【請求項８】
各種前記撮影光学系又は該撮影光学系の各ズーム位置を認識する認識ステップと、
所定の保持手段に保持された前記各種撮影光学系又は前記各ズーム位置に対応する前記補正係数の中から、前記認識結果に対応する前記補正係数を前記係数保持手段から選択する係数選択ステップと、
前記選択された補正係数を用いて前記シェーディング補正をかける補正ステップと、
を有することを特徴とする、請求項６又は請求項７に記載のシェーディング補正方法。
【請求項９】
請求項５から請求項８の何れか一項に記載のシェーディング補正方法をコンピュータに実行させるためのシェーディング補正プログラム。
【請求項１０】
撮影光学系と、
前記撮影光学系内に光軸を挟んで所定の間隔を空けて配置された左右一対のシャッタと、
前記左右一対のシャッタをそれぞれ所定のレートで開閉する開閉駆動手段と、
前記レートと同期して駆動し、各前記シャッタを通過した被写体像が結像する撮像素子と、
各前記シャッタを介して撮影された画像に対して輝度差が軽減するようにそれぞれ異なるシェーディング補正をかけるシェーディング補正手段と、
を有することを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体視用の画像に対してシェーディング補正をかけるシェーディング補正装置、シェーディング補正方法、シェーディング補正プログラム、及び撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人は、視差のある画像を左右の眼で交互に視認すると、その画像を立体として知覚する。この生理的現象を利用することによって二次元画像を立体画像に知覚させる立体画像撮影装置が知られている。この種の立体画像撮影装置の具体的構成例は、特許文献１〜３に記載されている。
【０００３】
特許文献１〜３に記載の立体画像撮影装置は、単一の撮影光学系によって立体画像を撮影する。具体的には、特許文献１又は２に記載の立体画像撮影装置は、撮影光学系の光軸を中心に所定の間隔を空けて配置された左右一対のシャッタを有する。左右一対のシャッタは、撮像素子のフレームレートに同期して時分割で交互に開閉する。各シャッタ開口を通過した被写体からの散乱光が撮像素子の撮像面上に結像すると、左右にずれのある視差画像が交互に得られる。特許文献３に記載の立体画像撮影装置は、対物レンズ系の後方にリレーレンズ系、瞳形成レンズ系、光軸を対称に異なる方向を向くように配置された左右一対のミラー（光軸上に頂角が位置するプリズム）を順に配置した立体視内視鏡である。被写体からの散乱光は、対物レンズ系、リレーレンズ系、瞳形成レンズ系からなる単一の光学系を透過してプリズムの各ミラー面で反射し異なる方向に分割され、左右一対の撮像素子の撮像面上に同時に結像する。これにより、左右にずれのある視差画像が同時に得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２７１５３４号公報
【特許文献２】特開２００２−６４２５号公報
【特許文献３】特開平８−１５６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１は、特許文献１や２に記載された撮影方式の立体画像撮影装置に設置された瞳分割用液晶シャッタＤＳを被写体側から撮影光学系の光軸ＡＸ方向に臨んだときの概略図である。図１（ａ）に示されるように、瞳分割用液晶シャッタＤＳは、撮像素子のフレームレートに同期して時分割で交互に開閉する左眼用シャッタＳ１、右眼用シャッタＳ２を有している。左眼用シャッタＳ１、右眼用シャッタＳ２の開口は、同一形状・同一サイズに設計されている。この種の立体画像撮影装置では、既述の通り、撮影光学系も左右で共通である。そのため、左眼用画像と右眼用画像の露光量及び輝度分布は実質的に等しいというのが一般的な認識であった。輝度分布については、口径食やコサイン４乗則によって周辺光量が画面全周に亘って均等に低下していると考えられ、詳しくは議論されていなかった。しかし、本出願人は、次に説明する理由により、左眼用画像と右眼用画像の輝度分布が同じでないことを発見した。なお、本明細書中、輝度分布は、撮影範囲全体に亘って一様な明るさを持つ被写体を撮影したときの輝度分布を指す。
【０００６】
図２及び図３は、特許文献１や２に記載された撮影方式の立体画像撮影装置において輝度分布が左右の画像で相違する主原因を説明するための図である。図２、図３はそれぞれ、左眼用シャッタＳ１、右眼用シャッタＳ２を通過した被写体像の輝度分布を示す。図２（ａ）、図３（ａ）は、撮像面上の輝度分布を三次元的に示す。図２（ｂ）、図３（ｂ）は、撮像面上の輝度分布を二次元的に示す。各図中、撮像面上の位置は、ＸＹ座標で定義される。図２（ａ）、図３（ａ）中のＺ軸は、輝度値を示す。図２（ｂ）、図３（ｂ）では、輝度値を等高線で示している。
【０００７】
図１（ｂ）は、頂点Ｐ１に入射する軸外光束ＢＭとシャッタ開口との関係を示す図である。軸外光束ＢＭは、シャッタの前後にあるレンズの縁や保持枠等によって一部が遮断される。そのため、シャッタ面上の軸外光束ＢＭの断面は、図１（ｂ）に示されるように、真円を円弧でカットしたような形状である。左眼用シャッタＳ１の開放時は、軸外光束ＢＭのうち斜線領域Ｒ１の光束が左眼用シャッタＳ１を通過して、頂点Ｐ１に入射する。右眼用シャッタＳ２の開放時は、軸外光束ＢＭのうち斜線領域Ｒ２の光束が右眼用シャッタＳ２を通過して、頂点Ｐ１に入射する。
【０００８】
斜線領域Ｒ１は、斜線領域Ｒ２と比べて小さい。そのため、左眼用シャッタＳ１の開放時に頂点Ｐ１に入射する軸外光束ＢＭの光量は、右眼用シャッタＳ２開放時の頂点Ｐ１への入射光量と比べて少ない。図２（ａ）と図３（ａ）又は図２（ｂ）と図３（ｂ）とを比較すると、左眼用画像中の頂点Ｐ１が、右眼用画像中の頂点Ｐ１よりも暗いことが分かる。このように、軸外光束が受ける口径食の影響が左右の画像で異なる。従って、図２、図３に示されるように、左眼用画像と右眼用画像の輝度分布が同じにならない。視差画像間の輝度差は、観察者に違和感を与えて正常な立体視を阻害する虞があるため、改善することが望まれる。
【０００９】
例えば撮影光学系中の可変絞り面の中央付近では、画角の大きい軸外光束であってもレンズや固定絞りの開口制限を受けない。視差画像間の輝度差を軽減する具体的手段の一例として、左眼用シャッタＳ１、右眼用シャッタＳ２の各開口を開口制限の影響を無視できる程度に小径化しつつ互いを近接配置することが考えられる。しかし、左右の開口の主光線間隔を狭めた代償として、画像の立体感が損なわれる。また、小径化による光量不足を補填するために露光時間を長くする必要がある。そのため、手振れが生じやすくなるという不都合や、動体撮影が困難になるという問題が生じる。更に、小径化したことによって被写界深度が深くなるため、ボケを利用した撮影が難しくなる。
【００１０】
図８は、特許文献３に記載の立体画像撮影装置における瞳面を被写体側から光軸ＡＸ方向に臨んだときの概略図である。図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、瞳面上の軸上光束ＢＭ’、軸外光束ＢＭを示す。ここでいう瞳面は、光軸ＡＸと直交しかつプリズムの頂角を通る面と定義する。図８（ａ）、（ｂ）の各図の右半分が入射光束を右側の撮像素子に導くプリズムのミラー面に対応し、左半分が入射光束を左側の撮像素子に導くプリズムのミラー面に対応する。特許文献３においても、図８（ｂ）に示されるように、軸外光束ＢＭが受ける口径食の影響が左右の画像で異なるため、左眼用画像と右眼用画像の輝度分布が同じにならない（図中、斜線領域Ｒ１、Ｒ２参照）。
【００１１】
視差画像間の輝度差を軽減する具体的手段の一例として、レンズや固定絞りによる開口制限を受けない光学系を採用することが考えられる。しかし、この場合は、レンズを大型化する必要があるため、重量が増加して使い勝手が損なわれる。また、製造単価が増加するという問題もあるため、安易には採用できない。
【００１２】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、左右の視差画像間の輝度差を軽減するのに好適なシェーディング補正装置、シェーディング補正方法、シェーディング補正プログラム、及び撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係るシェーディング補正装置は、単一の撮影光学系を用いて撮影された左右の視差画像に対して、左右の視差画像間の輝度差が軽減するようにそれぞれ異なるシェーディング補正をかけることを特徴としている。
【００１４】
左右の視差画像に対して異なるシェーディング補正をかけることにより、左右一対のシャッタ開口を小径化する構成や大型なレンズ構成を採用することなく、視差画像間の輝度差を良好に軽減することができる。
【００１５】
本発明に係るシェーディング補正装置は、視差画像を構成する各画素の出力値に左右の視差画像でそれぞれ異なる分布の所定の補正係数をかける構成としてもよい。
【００１６】
各画素に対応する補正係数を視差画像の画素配置に対応して配列したときの、左右の視差画像に対応する２つの補正係数分布は、例えば各視差画像を左右に二等分する線分を基準に互いに反転した分布である。
【００１７】
本発明に係るシェーディング補正装置は、各種撮影光学系又は該撮影光学系の各ズーム位置に対応する補正係数を保持する係数保持手段と、撮影光学系又はズーム位置を認識する認識手段と、認識結果に対応する補正係数を係数保持手段から選択する係数選択手段と
を有し、選択された補正係数を用いてシェーディング補正をかける構成であってもよい。
【００１８】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係るシェーディング補正方法は、単一の撮影光学系を用いて撮影された左右の視差画像に対して、該左右の視差画像間の輝度差が軽減するようにそれぞれ異なるシェーディング補正をかけることを特徴としている。
【００１９】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係るシェーディング補正プログラムは、上記シェーディング補正方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００２０】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る撮影装置は、撮影光学系と、撮影光学系内に光軸を挟んで所定の間隔を空けて配置された左右一対のシャッタと、左右一対のシャッタをそれぞれ所定のレートで開閉する開閉駆動手段と、所定のレートと同期して駆動し、各シャッタを通過した被写体像が結像する撮像素子と、各シャッタを介して撮影された画像に対して輝度差が軽減するようにそれぞれ異なるシェーディング補正をかけるシェーディング補正手段とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、左右の視差画像間の輝度差を軽減するのに好適なシェーディング補正装置、シェーディング補正方法、シェーディング補正プログラム、及び撮影装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の立体画像撮影装置に配置されたシャッタを概略的に示す図である。
【図２】輝度分布が左右の画像で相違する主原因を説明するための図である。
【図３】輝度分布が左右の画像で相違する主原因を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態の輝度補正装置を有する撮影装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施形態の撮影光学系の構成を示すレンズ配置図である。
【図６】本発明の実施形態における左眼用画像の補正ゲイン演算係数の分布を示す図である。
【図７】本発明の実施形態のシェーディング補正後の左眼用画像の輝度分布を示す図である。
【図８】従来の立体画像撮影装置に配置された瞳分割用ミラー（プリズム）を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態のシェーディング補正装置について説明する。
【００２４】
図４は、本実施形態のシェーディング補正装置を有する撮影装置１の構成を模式的に示す図である。本実施形態において、撮影装置１は、デジタル一眼レフカメラを想定しているが、コンパクトデジタルカメラ、カムコーダ、内視鏡、眼底カメラ、携帯電話端末、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）、携帯ゲーム機等の撮影機能を有する別形態の撮影装置に置き換えてもよい。
【００２５】
撮影装置１は、図４に示されるように、カメラ本体部１０と撮影レンズ５０を有している。カメラ本体部１０には、各種回路の動作やタイミングを統括的に制御するＣＰＵ１２が搭載されている。被写体からの散乱光は、撮影光学系Ｌ、ミラーＭを介して、ファインダ光学系Ｆに入射する。撮影者は、ファインダ光学系Ｆの接眼レンズを覗くことにより被写体像を観察することができる。なお、図４においては、図面を明瞭にするため、各種電子部品の結線を省略している。
【００２６】
レリーズスイッチが押されると、ミラーＭが図４の破線位置にアップすると共にフォーカルプレーンシャッタＦＰがシャッタ速度に応じた時間だけ開放する。これにより、被写体からの散乱光は、撮影光学系Ｌ、フォーカルプレーンシャッタＦＰを通過して固体撮像素子１４により受光される。
【００２７】
固体撮像素子１４は、例えばベイヤ型画素配置を有する単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。固体撮像素子１４は、撮像面１４ａ上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、撮像信号に変換する。変換された撮像信号は、図示省略された回路によるＡＤ変換、信号増幅等の処理後、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１６に入力する。なお、固体撮像素子１４は、ＣＣＤイメージセンサに限らず、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサとしてもよい。以下、説明の便宜上、撮影光学系Ｌの光軸ＡＸ方向と直交しかつ互いに直交する二方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向と定義する。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向はそれぞれ、撮像面１４ａの横方向、縦方向である。
【００２８】
ＤＳＰ１６は、入力した撮像信号に対して色補間、マトリクス演算、Ｙ／Ｃ分離等の所定の信号処理を施して輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒを生成し、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）等のフォーマットで圧縮する。圧縮画像信号（つまり、撮影画像データ）は、カメラ本体部１０のカードスロットに差し込まれたメモリカードに保存される。また、ＤＳＰ１６は、マトリクス演算後の各色信号を別個のフレームメモリにフレーム単位でバッファリングする。ＤＳＰ１６は、バッファリングされた各色信号を所定のタイミングで各フレームメモリから掃き出して画像信号に変換して画像を生成し、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）モニタ１８上に表示させる。撮影者は、ＬＣＤモニタ１８を通じて撮影画像を視認することができる。
【００２９】
図５は、撮影光学系Ｌの構成を示すレンズ配置図である。撮影光学系Ｌは、物体側から順に、負の第１レンズ群１０、正の第２レンズ群２０、負の第３レンズ群３０、正の第４レンズ群４０を有する。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ１１、負メニスカスレンズ１２、負メニスカスレンズ１３、正メニスカスレンズ１４を有する。第２レンズ群２０は、物体側から順に、両凸正レンズ２１、両凸正レンズ２２と負メニスカスレンズ２３とを貼り合わせた貼合せレンズを有する。第３レンズ群３０は、物体側から順に、像側に凸の正メニスカスレンズ３１と両凹負レンズ３２とを貼り合わせた貼合せレンズを有する。第４レンズ群４０は、物体側から順に、両凸正レンズ４１と、両凸正レンズ４２と像側に凸の負メニスカスレンズ４３とを貼り合わせた貼合せレンズを有する。第９面（第２レンズ群２０）の極から前方０．３ｍｍの位置には、口径が固定（一定）の固定絞りＦＳが配置されている。第１４面（第３レンズ群３０）の極から前方０．３６ｍｍの位置には、口径が可変の可変絞りＳが配置されている。可変絞りＳの近傍には、瞳分割用液晶シャッタＤＳが配置されている。
【００３０】
表１に、撮影光学系Ｌの具体的数値構成を示す。表１中、ＦＮＯ．は、Ｆナンバーを、ｆは、全系の焦点距離（単位：ｍｍ）を、Ｗは、半画角（単位：ｄｅｇ）を、ｆＢは、バックフォーカス（単位：ｍｍ）を、それぞれ示す。ｒは、光学部材の各面の曲率半径（単位：ｍｍ）を、ｄは、光学部材厚又は光学部材間隔（単位：ｍｍ）を、Ｎｄ、νは、光学部材のｄ線の屈折率、ｄ線に対するアッベ数を、それぞれ示す。ズーミングに際し変化する値は、短焦点距離端の値−長焦点距離端の値の順に記載している。
【００３１】
第６面（第１レンズ群１０）は、回転対称非球面である。回転対称非球面は、曲率（１／ｒ）をｃと定義し、光軸からの高さをｙ（単位：ｍｍ）と定義し、円錐係数をκと定義し、４次以上の偶数次の非球面係数をＡ４、Ａ６、・・・と定義した場合に、次式で表される。なお、非球面式におけるｒは、光軸上での曲率半径（近軸曲率半径）を示す。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12・・・
【００３２】
（表１）
FNO.  = 1: 3.5 - 5.7
f    = 19.10 - 55.16
W    = 37.9 - 14.3
fB   = 37.71 - 58.13
面NO.    ｒ           ｄ           Ｎd        ν
1     106.359         1.30       1.60311     60.7
2      18.599         5.46          −        −
3      46.313         1.20       1.62299     58.2
4      20.485         0.55          −        −
5      21.692         2.20       1.52538     56.3
6*     19.048         2.60          −        −
7      30.674         2.75       1.84666     23.8
8      49.739    26.08 - 3.00       −        −
9      86.921         3.01       1.51601     49.9
10    -36.585         0.20          −        −
11     19.624         3.72       1.48749     70.2
12    -32.878         1.00       1.84333     24.2
13   -176.955     3.36 - 16.26      −        −
14    -42.791         2.13       1.84700     24.0
15    -16.494         1.00       1.77249     49.4
16     37.235    15.40 - 2.50       −       −
17    268.822         3.03       1.64118     58.9
18    -23.286         0.10          −       −
19     59.669         4.46       1.51601     50.6
20    -16.653         1.00       1.75589     28.8
21   -129.497           −          −       −
*は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面NO    κ          Ａ４            Ａ６            Ａ８         Ａ１０
6   0.00000   -0.32236×10-4   -0.71389×10-7   0.88889×10-10   -0.72416×10-12
【００３３】
本実施形態の瞳分割用液晶シャッタＤＳは、周知の液晶シャッタであり、図１に示されるシャッタと同一の概略構成を有する。すなわち、瞳分割用液晶シャッタＤＳは、光軸ＡＸを中心に所定の間隔を空けて配置された左右一対のシャッタ（左眼用シャッタＳ１、右眼用シャッタＳ２）を有する。左眼用シャッタＳ１、右眼用シャッタＳ２は、同一形状・同一サイズを有する。左眼用シャッタＳ１、右眼用シャッタＳ２は、ＣＰＵ１２から出力されるドライブ信号により固体撮像素子１４のフレームレートに同期して時分割で交互に開閉する。なお、瞳分割用液晶シャッタＤＳの構成は、図１を援用して図示を省略する。
【００３４】
瞳分割用液晶シャッタＤＳ面上での軸上光束ＢＭ’の断面は、図１（ａ）に示されるように、左眼用シャッタＳ１と右眼用シャッタＳ２の両開口を等しく覆う円形状である。そのため、軸上光束ＢＭ’は、左眼用シャッタＳ１と右眼用シャッタＳ２を通過する光量が等しい。軸上光束ＢＭ’の場合、撮像面１４ａ上での輝度が同じである。これに対して軸外光束ＢＭは、図１（ｂ）に示されるように、左眼用シャッタＳ１と右眼用シャッタＳ２を通過する光量が相違する。そのため、既述したように、撮像面１４ａ上での輝度が同じにならない。
【００３５】
撮像面１４ａ上の左右の各画像の輝度分布は、図２、図３を援用して示す。撮像面１４ａは、頂点Ｐ１〜Ｐ４で規定される矩形状を有する。撮像面１４ａ上の位置は、説明の便宜上、撮像面１４ａの中心を原点としたＸＹ座標で示す。頂点Ｐ１〜Ｐ４の座標は、順に、（−７．９ｍｍ、−１１．８５ｍｍ）、（−７．９ｍｍ、１１．８５ｍｍ）、（７．９ｍｍ、−１１．８５ｍｍ）、（７．９ｍｍ、１１．８５ｍｍ）である。図２（ｂ）又は図３（ｂ）に示された線分ＸＤは、座標の原点を通るＹ方向の直線であり、撮像面１４ａを二等分している。
【００３６】
図２、図３に示されるように、左眼用画像と右眼用画像は、輝度分布が相違する。具体的には、左眼用画像と右眼用画像は、線分ＸＤを基準に互いに反転した輝度分布を持つ。
観察者に立体視を良好に行わせるためには、視差画像間の輝度差を軽減する必要がある。そこで、本実施形態においては、視差画像間の輝度差を軽減するシェーディング補正装置をＤＳＰ１６に実装している。
【００３７】
なお、本実施形態の撮影光学系Ｌにおいては、左右の画像共に、口径食による減光がコサイン４乗則による減光に対して支配的である。そのため、コサイン４乗則による減光の説明は、便宜上省略している。但し、撮影光学系Ｌの諸元によっては、コサイン４乗則による減光が支配的になるケースも想定される。その場合も、左眼用画像と右眼用画像の輝度分布は同じにならないことを言い添えておく。
【００３８】
ＤＳＰ１６は、補正ゲイン演算係数Ｆを保持している。ＤＳＰ１６は、次式（１）に示されるように、Ｙ／Ｃ分離で生成された左右の各画像の各座標（より正確には画素）の輝度信号Ｙに補正ゲイン演算係数Ｆを乗算して輝度信号Ｏを得る。
【００３９】
【数１】
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【００４０】
補正ゲイン演算係数Ｆは、次式（２）により定義される。次式（２）中、係数ａｉ、定数項Ｆ０の具体的数値例は、表２に示される。左眼用画像の輝度信号Ｙを補正する際のパラメータはｘ０＝４．２ｍｍである。右眼用画像の輝度信号Ｙを補正する際のパラメータはｘ０＝−４．２ｍｍである。別の表現によれば、左右の各画像に対するパラメータｘ０は、線分ＸＤを基準に互いに反転した位置にある。このように、ＤＳＰ１６は、交互に撮影される左右の画像に対して別個のシェーディング補正をかける。なお、ＤＳＰ１６は、ＣＰＵ１２からの信号をモニタリングすることにより、シェーディング補正する信号が左右何れの画像に対応するかを把握している。
【００４１】
【数２】
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【００４２】
【表２】
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【００４３】
図６（ａ）、（ｂ）は、式（２）を用いて計算された左眼用画像の補正ゲイン演算係数Ｆの分布を示す図である。図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図２（ａ）、（ｂ）と同様の図であって、係数分布を三次元的、二次元的に示している。図６（ａ）、（ｂ）の係数分布と図２（ａ）、（ｂ）の輝度分布とを乗算した結果、すなわち輝度信号Ｏの出力値分布は、図７（ａ）、（ｂ）に示される通りである。図７に示されるように、左眼用画像は、補正ゲイン演算係数Ｆを用いたシェーディング補正によってほぼ一様な輝度分布を持つこととなる。
【００４４】
ＤＳＰ１６は、次フレームで生成される右眼用画像に対しても式（１）を用いたシェーディング補正を行う。但し、前フレームと同一のシェーディング補正では右眼用画像の輝度分布を一様にすることができない。右眼用画像に対するシェーディング補正の際には、パラメータｘ０の値を−４．２ｍｍに変更する。右眼用画像の補正ゲイン演算係数Ｆは、左眼用画像の補正ゲイン演算係数Ｆに対して線分ＸＤを基準に反転した分布を持つ。右眼用画像に対しても輝度信号Ｙに補正ゲイン演算係数Ｆを乗算すると、左眼用画像と同レベルでかつ一様な輝度分布が得られる。すなわち、左眼用画像と右眼用画像が共に同様の輝度分布を持つこととなる。
【００４５】
本実施形態によれば、左眼用シャッタＳ１、右眼用シャッタＳ２の各開口を小径化することなく視差画像間の輝度差を軽減することができる。また、視差画像間の輝度差を軽減するに際して撮像光学系Ｌの有効光束径を大きくする必要もない。
【００４６】
このように、本出願人は、全てのフレームに対して同一のシェーディング補正を施すという本発明に係る技術分野の技術常識に囚われることなく、左右の各画像に対して異なるシェーディング補正を施すという具体的手段を発明した。これにより、左右の視差画像を撮影する立体画像撮影装置において立体視を行うのに適した視差画像を得るという技術的課題を解決している。
【００４７】
以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば各画素のシェーディング補正値は、関数を用いて画素ごとに計算してもよく、又は、画素ごとに予め計算されたものであってもよい。
【００４８】
シェーディング補正値は、撮影光学系の種類（光学設計、鏡枠設計、厳密には組立て誤差も考慮する）によって異なる。また、単一種類の撮影光学系においてもＦナンバー（口径可変絞りの開閉度）、フォーカス位置、左右シャッタの開口パターン（位置、大きさ、形状）等に応じて異なる。ズームレンズの場合は、ズーム位置（焦点距離）によっても変化する。そのため、ＤＳＰ１６は、例えば交換レンズ（撮影光学系）ごと、ズーム位置ごと等に対応する補正ゲイン演算係数Ｆを保持した構成としてもよい。ＤＳＰ１６は、撮影レンズ５０側から出力される製品ＩＤやズーム位置情報等に基づき、対応する補正ゲイン演算係数Ｆを選択してシェーディング補正を行う。
【００４９】
シェーディング補正装置は、カメラ本体部１０側でなく撮影レンズ５０側に実装されてもよい。又は、ハードウェア資源との協働によってシェーディング補正装置と同一の処理を実行するソフトウェアとして提供されてもよい。このソフトウェアは、例えばＰＣ端末等にインストールされる。ユーザは、左眼用画像と右眼用画像とが交互に記録されたメモリカード内の動画（又は左右一枚ずつの静止画）に対して当該ソフトウェアによるシェーディング補正を行うことにより、輝度差が軽減された視差画像を作成することができる。
【００５０】
シェーディング補正は、本実施形態の補正ゲイン演算係数Ｆを用いた処理に限定されず、種々の形態が想定される。例えば補正ゲイン演算係数Ｆの代替として、２次元多項式を用いて近似的に計算される演算係数を使用してシェーディング補正を行う変形例が考えられる。
【００５１】
本実施形態ではパラメータｘ０以外は左右で共通の計算式を用いているが、別の実施形態では、視差画像間の輝度差をより一層軽減するため、左右の画像に対して全く別の計算式を用いてもよい。
【００５２】
本実施形態では全画素に対して共通の関数を用いているが、別の実施形態では、視差画像間の輝度差をより一層軽減するため、複数に分割された撮像面１４ａ上の領域ごとに別個の関数を用いてもよい。
【００５３】
本実施形態では単一の撮影光学系と液晶シャッタを用いて左右の視差画像を交互に撮影する方式を採用しているが、別の実施形態では、単一の撮影光学系と瞳分割用ミラーと例えば左右一対の個体撮像素子を用いて左右の視差画像を同時に撮影する特許文献３に記載の方式を採用してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  撮影装置
１０  カメラ本体部
１２  ＣＰＵ
１４  固体撮像素子
１６  ＤＳＰ
ＤＳ  瞳分割用液晶シャッタ
Ｌ  撮影光学系
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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