(57)【要約】【課題】撮像素子の曲率又は歪が変化した場合に適切な画像処理を行うことができる撮像装置及び撮像装置の処理方法を提供することを課題とする。【解決手段】撮像装置は、光電変換により画像データを生成する撮像素子と、前記撮像素子の曲率又は歪に応じたパラメータを用いて、前記撮像素子により生成された画像データに対して画像処理を行う画像処理部とを有することを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換により画像データを生成する撮像素子と、
前記撮像素子の曲率又は歪に応じたパラメータを用いて、前記撮像素子により生成された画像データに対して画像処理を行う画像処理部と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記撮像素子の曲率又は歪に応じたノイズリダクションパラメータを用いて、前記撮像素子により生成された画像データに対してノイズリダクション処理を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
さらに、前記撮像素子の曲率又は歪を検出する検出部を有し、
前記画像処理部は、前記検出部により検出された前記撮像素子の曲率又は歪に応じたパラメータを用いて、前記撮像素子により生成された画像データに対して画像処理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記撮像素子の複数の領域の曲率又は歪を検出し、
前記画像処理部は、前記検出部により検出された前記撮像素子の複数の領域の曲率又は歪に応じた前記撮像素子の複数の領域のパラメータを用いて、前記撮像素子により生成された画像データ内の複数の領域に対してそれぞれ画像処理を行うことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
さらに、前記撮像素子の曲率又は歪を制御する制御部と、
前記制御部により前記撮像素子の曲率又は歪が制御された状態で、前記撮像素子が生成した画像データを基に、係数を記録する記録部とを有し、
前記画像処理部は、前記記録された係数を用いて、前記画像処理を行うことを特徴とする請求項３又は４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記記録部は、前記制御部により前記撮像素子の曲率又は歪が制御された状態で、前記撮像素子が遮光状態で生成した画像データの露光により生成した信号成分とノイズ成分の割合を示す値及び前記撮像素子の曲率又は歪を基に相関係数を記録し、
前記画像処理部は、前記記録された相関係数を用いて、前記撮像素子により生成された画像データに対してノイズリダクション処理を行うことを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
さらに、前記撮像素子の曲率又は歪を制御する制御部を有し、
前記画像処理部は、前記制御部により制御された前記撮像素子の曲率又は歪に応じて、前記制御部により前記撮像素子の曲率又は歪が制御された状態で、前記撮像素子が生成した画像データに対して、画像処理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【請求項８】
前記画像処理部は、前記撮像素子により生成された画像データ内の複数の領域に対して異なるパラメータを用いて画像処理を行うことを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】
さらに、前記制御部により前記撮像素子の曲率又は歪が制御された状態で、前記撮像素子が遮光状態で生成した画像データの露光により生成した信号成分とノイズ成分の割合を示す値を基にノイズリダクションパラメータを記録する記録部を有し、
前記画像処理部は、前記記録されたノイズリダクションパラメータを用いて、前記撮像素子により生成された画像データに対してノイズリダクション処理を行うことを特徴とする請求項７又は８記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記記録部は、前記撮像素子が遮光状態で生成した画像データ内の複数の領域の露光により生成した信号成分とノイズ成分の割合を示す値を基に、前記複数の領域のノイズリダクションパラメータを記録し、
前記画像処理部は、前記記録された複数の領域のノイズリダクションパラメータを用いて、前記撮像素子により生成された画像データ内の複数の領域に対してそれぞれノイズリダクション処理を行うことを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記記録部は、前記撮像素子の複数の曲率又は歪の各々に対応する前記複数の領域のノイズリダクションパラメータを記録し、
前記画像処理部は、前記制御部により制御された前記撮像素子の曲率又は歪に対応する前記複数の領域のノイズリダクションパラメータを用いて、前記撮像素子により生成された画像データ内の複数の領域に対してそれぞれノイズリダクション処理を行うことを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１２】
さらに、前記撮像素子に光を結像させるレンズを有し、
前記制御部は、前記レンズのズーム位置又は焦点距離に応じて、前記撮像素子の曲率又は歪を制御することを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記撮像素子は、湾曲部を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記撮像素子は、非球面の湾曲部を有することを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。
【請求項１５】
光電変換により画像データを生成する撮像素子を有する撮像装置の処理方法であって、
画像処理部により、前記撮像素子の曲率又は歪に応じたパラメータを用いて、前記撮像素子により生成された画像データに対して画像処理を行うステップを有することを特徴とする撮像装置の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像装置の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンパクトデジタルカメラにも１型やそれ以上の大判サイズの撮像素子が搭載されるようになってきた。これにより、従来は一眼レフカメラのみで可能であった超高感度での撮影や、被写体深度が浅くボケ味が活きる撮影などを行うことが、コンパクトデジタルカメラにおいても実現可能となってきている。このように、大判サイズの撮像素子を搭載することは、スマートフォンやタブレットなどに搭載されたカメラとの差別化技術として、コンパクトデジタルカメラに必要不可欠なものとなってきている。
【０００３】
しかし、コンパクトデジタルカメラに大判サイズの撮像素子を搭載する場合、従来の小型サイズの撮像素子を搭載する場合と比べ、被写体からレンズへ入射する光線の入射角度が大きくなるという課題がある。この光線の入射角度は、カメラの光学系のサイズをより小さくすることで、より顕著になる傾向にある。
【０００４】
この解決手段として、特許文献１には、撮像面を湾曲させた構造の撮像素子が開示されている。この撮像素子は、撮像面を湾曲させることで、レンズを介して被写体から入射してくる光線に対し、垂直に近い状態で受光することが可能となる。
【０００５】
また、特許文献２には、撮像面を湾曲させた撮像素子を用いた撮像装置において、撮像面の曲率を可変制御する制御部を備え、光学レンズ系の可変移動量に応じて、撮像面の曲率を平坦状態から所定の曲率を有する湾曲状態まで可変制御する技術が開示されている。撮像装置の光学レンズ系のズーム位置や絞りＦ値に応じて、撮像素子の曲率を変えることが可能となり、光学レンズ系の各状態に適した曲率に設定することが可能となる。
また、非特許文献１には、ストレス量と暗電流の関係が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４６０４３０７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８２１９４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】江崎孝之  他，映情学技報，ＶＯＬ．３８，ＮＯ．３７，ＩＳＳＮ  １３４２−６８９３  （Ｓｅｐ．２０１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
撮像面を湾曲させ、曲率を可変制御する場合、その構造上の都合から、撮像素子基板自体に歪（ストレス）が生じ、撮像面の曲率に応じて、歪が変化する可能性がある。歪が変わると、撮像素子の暗電流特性が変化する。
【０００９】
本発明の目的は、撮像素子の曲率又は歪が変化した場合に適切な画像処理を行うことができる撮像装置及び撮像装置の処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の撮像装置は、光電変換により画像データを生成する撮像素子と、前記撮像素子の曲率又は歪に応じたパラメータを用いて、前記撮像素子により生成された画像データに対して画像処理を行う画像処理部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮像素子の曲率又は歪が変化した場合に適切な画像処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態による撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】撮像素子の撮像面の曲率制御のメカニズムを説明する図である。
【図３】撮像チップと歪ゲージの配置図である。
【図４】歪ゲージによる歪の検出方法を説明する図である。
【図５】撮像素子の湾曲形状と歪分布を示す図である。
【図６】相関係数の生成手順を説明するフローチャートである。
【図７】ノイズリダクション処理を示すフローチャートである。
【図８】半導体にかかる歪と暗電流量の関係を示す図である。
【図９】ＮＲパラメータマップの作成手順を説明するフローチャートである。
【図１０】ＮＲパラメータマップの作成手順を説明するフローチャートである。
【図１１】ＮＲパラメータを選択する手順を示すフローチャートである。
【図１２】撮像チップと歪ゲージの２次元的な配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、撮影前に撮像素子の歪と、撮像素子が露光により生成した信号成分とノイズ成分の割合を示す値であるＳＮ比をあらかじめ測定する。そして、測定した歪とＳＮ比の相関係数を基に、ＮＲ（ノイズリダクション）処理を実施する時に使用するＮＲパラメータ（ノイズリダクションパラメータ）を作成する。本実施形態では、撮影時に測定した撮像面内の各領域の歪に応じて、各画像領域のＮＲパラメータを変える場合の撮像装置を例に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態による撮像装置の構成例を示す図である。レンズ１０１は、撮像素子１０６に光の被写体像を結像させる。レンズ１０１を通った被写体像は、絞り１０４により適切な光量に調整され、撮像素子１０６に結像される。撮像素子１０６は、光電変換により、被写体像の画像信号（画像データ）を生成する。ＣＤＳ及びＡ／Ｄ変換回路１０７は、画像信号に対して、相関２重サンプリング及びゲイン調整を行い、画像信号をアナログからデジタルに変換し、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号として、撮像信号処理回路１０８に出力する。撮像信号処理回路１０８は、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号に対して、ノイズを軽減するローパスフィルタ処理、シェーディング処理、及びホワイトバランス処理などの各種の画像信号処理を行う。さらに、撮像信号処理回路１０８は、キズ補正、ダークシェーディング補正、及び黒引き処理等の各種の補正、圧縮等を行って画像データを生成する。
【００１５】
レンズ１０１は、ズームレンズであり、レンズ駆動部１０２により制御され、ワイド端からテレ端まで可変させることができる。メカニカルシャッタ１０３は、後段の絞り１０４及び撮像素子１０６へ入射する光の照射時間を機械的に制御するシャッタ機構である。メカニカルシャッタ１０３及び絞り１０４は、メカニカルシャッタ及び絞り駆動部１０５によって駆動制御される。
【００１６】
全体制御演算部１１１は、撮像装置全体の制御と各種演算を行う。タイミング発生部１０９は、全体制御演算部１１１からの制御信号に基づき、撮像素子１０６を駆動するための駆動パルスを生成する。第１のメモリ部１１０は、撮像信号処理回路１０８の画像データを一時的に記憶する。記録媒体制御インターフェース部１１２は、記録媒体１１４に対して、画像データの記録又は読み出しを行う。表示部１１３は、画像データを表示する。記録媒体１１４は、半導体メモリ等の着脱可能記録媒体であり、画像データの記録又は読み出しを行う。外部インターフェース部１１５は、外部コンピュータ等と通信を行うために為のインターフェースである。第２のメモリ部１１６は、全体制御演算部１１１での演算結果や撮影条件等の各種パラメータを記憶する。操作部１１７は、ユーザが設定した撮像装置の駆動条件に関する情報を、全体制御演算部１１１に出力する。全体制御演算部１１１は、これらの情報に基づいて、撮像装置全体を制御する。温度計１１８は、撮像素子１０６からの熱が伝わりやすい場所に配置され、撮像素子１０６の温度を検出し、その検出した温度を定期的に全体制御演算部１１１へ出力する。歪ゲージ１１９は、撮像素子１０６の周辺部に取り付けられており、撮像素子１０６の歪（又は曲率）を検出する検出部であり、その検出した歪（又は曲率）の値を全体制御演算部１１１へ出力する。曲率制御部１２０は、全体制御演算部１１１からの指令に基づき、撮像素子１０６の曲率（又は歪）を制御する。
【００１７】
図２は、撮像素子１０６の撮像面の曲率制御のメカニズムを説明するための図であり、撮像素子１０６と撮像素子１０６に接続された曲率制御部１２０の断面図を示している。撮像素子１０６は、台座２０３と、底板２０６と、撮像チップ２０１とを有する。曲率制御部１２０は、吸引部２０７を有する。湾曲部２０２は、撮像チップ２０１の湾曲部である。平坦面２０４は、台座２０３の平坦面である。開口部２０５は、台座２０４の開口部である。底板２０６は、台座２０３の裏面に設けられ、開口部２０５を閉塞するための板である。撮像チップ２０１は、台座２０３に支持され、周辺回路を含む。
【００１８】
撮像素子１０６のサイズが大きくなると、レンズ１０１を介して被写体から撮像素子１０６に入射される光線の角度が大きくなる。レンズ１０１のサイズを小さくすると、撮像素子１０６に入射される光線の角度はさらに大きくなる。本実施形態では、湾曲部２０２は、撮像チップ２０１の撮像面を湾曲させることができるので、半導体チップ２０１の撮像面は、レンズ１０１を介して被写体から入射する光線をほぼ垂直に受光することができる。
【００１９】
撮像チップ２０１は、中央部分に画素が２次元行列状に配列された撮像領域を有し、周辺部に増幅アンプや読み出し回路等の撮像チップの撮像駆動に関わる周辺回路を有する。上記の中央部分は、台座２０３の開口部２０５側に湾曲した湾曲部２０２を形成する。湾曲部２０２の周縁の平坦部は、接着層を介して台座２０３の平坦面２０４に固定され、台座２０３に支持されている。
【００２０】
底板２０６には、吸引部２０７を有する曲率制御部１２０が取り付けられている。吸引部２０７は、底板２０６にて気密的に閉塞された開口部２０５内のガスを吸引し、開口２０５内の気圧（負圧）を制御して、湾曲部２０２の曲率を可変制御する。なお、吸引部２０７は、湾曲部２０２の曲率を可変制御するための一つの構成例であって、これに限られるものではない。例えば、台座２０３を駆動して開口部のサイズを変更したり、撮像チップ２０１の湾曲部２０２を底板２０６側から引っ張ったりすることによって、湾曲部２０２の曲率を可変制御する構成としてもよい。
【００２１】
湾曲部２０２の曲率を制御するためには、湾曲部２０２の曲率を検出する必要がある。本実施形態の撮像素子１０６の構成では、湾曲部２０２の曲率Ｃが大きくなると、湾曲部２０２にかかる歪εが大きくなる。つまり、曲率Ｃと歪εの関係は、次式（１）のように表すことができる。
ΔＣ∝Δε      （１）
【００２２】
このとき、撮像チップ２０１の全体で湾曲形状が球面状であれば、撮像チップ２０１の面内において、応力又は歪εは一様な分布となる。しかし、図２のように、撮像チップ２０１を支持する部分が固定され、撮像チップ２０１に非湾曲部分が存在し、撮像チップ２０１全体で非球面である湾曲形状において、応力又は歪εは撮像チップ２０１の面内で多様な分布となりうる。本実施形態では、撮像チップ２０１の面内において多様な歪εの分布が生じている湾曲形状を前提とする。
【００２３】
図３（Ａ）は、図１の歪ゲージ１１９の構成例を示す図である。歪ゲージ１１９は、ベース３０１と、抵抗体３０２と、引出し線３０３とを有する。歪ゲージ１１９は、薄い電気絶縁物のベース３０１の上に、くし状の抵抗線又はフォトエッチング加工した抵抗箔を抵抗体３０２として形成し、引出し線３０３を設けている。
【００２４】
図３（Ｂ）は、撮像チップ２０１上の歪ゲージ１１９の配置図である。歪ゲージ１１９は、撮像チップ２０１の湾曲部２０２に接着して配置される。歪ゲージ１１９は、撮像チップ２０１の湾曲部２０２に対して行列状に複数配置され、湾曲部２０２の複数領域の歪を検出することができる。
【００２５】
図１２は、歪ゲージ１１９が撮像面の反対側に複数配置されている場合の２次元的な構成例を示したものであり、撮像チップ２０１を下（撮像面の反対側）から見た場合の図を示している。歪ゲージ１１９は、撮像チップ２０１の湾曲部２０２に行列状に設けられ、歪検出回路１２０１に接続される。歪検出回路１２０１は、周辺回路を含む。撮像チップ２０１の湾曲部２０２内には、複数の歪ゲージ１１９が２次元行列状に敷き詰められており、それぞれの歪ゲージ１１９からの引き出し線３０３は歪検出回路１２０１へと接続されている。歪検出回路１２０１内には、複数の歪ゲージ１１９の中からデータを読み出す歪ゲージ１１９を選択する選択回路と、その選択した歪ゲージ１１９の歪の値を電圧値に変換する変換回路等を有する。２次元行列状に配置された歪ゲージ１１９及び歪検出回路１２０１は、撮像チップ２０１の裏面側に半導体層として実装されている。つまり、撮像チップ２０１に歪検出用の回路が積層されている構成となっている。複数の歪ゲージ１１９からの歪の値を順次読み出すことで、湾曲部２０２上のどの領域において、どの程度の歪が発生しているか検出することができる。これにより、湾曲部２０２における２次元的な歪の分布データを得ることができる。
【００２６】
次に、図４（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、歪ゲージ１１９による歪の検出方法について説明する。図４（Ａ）は、物質にかかる応力（引張力又は圧縮力）Ｐと物質の変形量の関係を示す図である。物質に応力（引張力又は圧縮力）Ｐが加わると、この応力Ｐに比例した引張歪（圧縮歪）が発生し、長さＬの物質は、Ｌ＋ΔＬ（又はＬ−ΔＬ）に変形する。このときのＬとΔＬの割合が歪になる。歪εは、次式（２）で表される。
ε＝ΔＬ／Ｌ      （２）
【００２７】
図４（Ｂ）は、歪を検出する歪ゲージ１１９と周辺回路を示している。撮像素子１０６に歪が発生すると、歪ゲージ１１９のベース３０１を経由して抵抗体３０２に歪が伝わる。発生した歪に対応した抵抗変化量ΔＲと歪εの関係は、次式（３）のようになる。
ε＝ΔＲ／（Ｒ×Ｋ）      （３）
【００２８】
ここで、Ｋはゲージ率、Ｒはゲージ抵抗、ΔＲはゲージ抵抗Ｒの抵抗変化量である。歪ゲージ１１９の抵抗変化量ΔＲは微少な値であるため、歪ゲージ１１９とその周辺回路を含めて、図４（Ｂ）のように、ホイートストンブリッジ回路を形成し、歪を電圧値に変換して検出する。ここで、歪ゲージ１１９の抵抗値をＲ１、それ以外のホイートストンブリッジ回路の抵抗値はＲ２、Ｒ３、Ｒ４とすると、入力電圧Ｅと出力電圧ｅとの関係は、次式（４）のようになる。
ｅ＝（Ｒ１×Ｒ３−Ｒ２×Ｒ４）×Ｅ／（Ｒ１＋Ｒ２）×（Ｒ３＋Ｒ４）    （４）
【００２９】
ただし、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｅは固定値とする。ここで、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒとし、歪ゲージ１１９に歪が加わって、歪ゲージ１１９の抵抗ＲがＲ＋ΔＲになったときの出力電圧ｅの変化分をΔｅとすると、上式（４）から次式（５）になる。
Δｅ＝ΔＲ×Ｅ／（４Ｒ＋２×ΔＲ）      （５）
【００３０】
ここで、ΔＲ≪Ｒのとき、次式（６）のようになる。
Δｅ＝ΔＲ×Ｅ/４Ｒ      （６）
【００３１】
ここで、上式（３）及び（６）より、次式（７）が成り立つ。
Δｅ＝ε×Ｋ×Ｅ／４              （７）
【００３２】
上式（７）より、次式（８）が成り立つ。
ε＝４×Δｅ／（Ｋ×Ｅ）      （８）
ここで、ゲージ率Ｋは定数なので、入力電圧Ｅと出力電圧の変化分Δｅが分かれば、歪εを検出できる。
【００３３】
図５は、撮像チップ２０１を非球面状に湾曲させた場合の湾曲部２０２の形状と、その際に湾曲部２０２に生じる歪εの分布を示す図である。図５の下方に湾曲時の湾曲部２０２を示し、図５の上方に湾曲部２０２に加えられた応力によって発生した歪εの分布を示す。また、撮像素子１０６の撮像面内方向の引張による歪εを正としている。湾曲部２０２が図５に示すような湾曲形状である場合、引張による歪εと圧縮による歪εが存在するため、歪εの分布は一様でなく、撮像素子１０６の暗電流特性が撮像面内で変化することから、撮像面内のＳＮ比も一様ではない。
【００３４】
図８は、撮像チップ２０１にかかる歪（ストレス量）εとその時の撮像素子１０６の暗電流量（ＳＮ比）の関係の一例を示す図である。この例では、歪εが大きくなるほど、撮像素子１０６の暗電流量が少なくなっている。
【００３５】
図６は、本実施形態による相関係数の生成手順を説明するフローチャートである。このフローチャートでは、撮像素子１０６の撮像面内の歪εとＳＮ比を検出し、その相関関数のパラメータである相関係数ηを第２のメモリ部１１６に記録する。
【００３６】
ステップＳ６０１では、曲率制御部１２０は、撮像チップ２０１の歪εが初期値ε0になるよう制御する。次に、ステップＳ６０２では、メカニカルシャッタ及び絞り駆動部１０５は、メカニカルシャッタ１０３を閉じ、撮像素子１０６に光が入射しない遮光状態で、撮像素子１０６は、ダーク画像を撮像し、ダーク画像データを生成する。次に、ステップＳ６０３では、全体制御演算部１１１は、ステップＳ６０２で撮像されたダーク画像データのＳＮ比を検出し、そのＳＮ比と歪εとを対応付けて第２のメモリ部１１６に記録する。次に、ステップＳ６０４では、曲率制御部１２０は、撮像チップ２０１の歪εを一定値ε1増加させる。次に、ステップＳ６０５では、全体制御演算部１１１は、歪ゲージ１１９により検出された歪εが終了値ε2に達したか判断し、終了値ε2に達していなければステップＳ６０２へ戻る。これにより、図８に示すように、歪ε0から歪ε2までの範囲において、歪εとＳＮ比との関係を取得することができる。終了値ε2に達すると、ステップＳ６０６に進む。ステップＳ６０６では、全体制御演算部（記録部）１１１は、第２のメモリ部１１６に記録された歪ε及びＳＮ比を基に、歪ε及びＳＮ比の相関係数ηを演算し、その相関係数ηを第２のメモリ部１１６に記録する。
【００３７】
図７は、被写体の撮影時に行うノイズリダクション処理を示すフローチャートである。ステップＳ７０１では、撮像素子１０６は、被写体の撮像動作を行い、画像データを生成する。撮像信号処理回路１０８は、撮像素子１０６により撮像された画像データに対して画像処理し、その画像処理した画像データを第１のメモリ部１１０に記録する。次に、ステップＳ７０２では、図１２に示すように、２次元行列状に配置された複数の歪ゲージ１１９は、撮像チップ２０１の面内の複数の領域の歪εを検出する。全体制御演算部１１１は、その検出された撮像チップ２０１の面内の複数の領域の歪εを第２のメモリ部１１６に記録する。次に、ステップＳ７０３では、全体制御演算部１１１は、図６のステップＳ６０６で第２のメモリ部１１６に記録された相関係数ηを用いて、第２のメモリ部１１６に記録されている複数の領域の歪εを基に、複数の領域のＮＲパラメータを演算する。次に、ステップＳ７０４では、全体制御演算部（画像処理部）１１１は、複数の領域のＮＲパラメータを用いて、ステップＳ７０１で第１のメモリ部１１０に記録された画像データ内の複数の領域に対して、それぞれノイズリダクション処理（画像処理）を行う。これにより、全体制御演算部１１１は、ノイズが低減した画像データを生成することができる。
【００３８】
以上のように、撮像チップ２０１の歪εには面内分布があり、歪εの変化に伴って、ＳＮ比の面内分布が変化する。ステップＳ７０３では、全体制御演算部１１１は、撮像チップ２０１の面内の歪分布に応じて、各領域のＮＲパラメータを演算し、各領域のノイズリダクション処理を行う。歪εが異なる領域では、別々のＮＲパラメータを用いてノイズリダクション処理等の画像処理を行うことにより、ＳＮ比の分布が均一な画像データを得ることができる。
【００３９】
曲率制御部１２０が撮像チップ２０１の撮像面の曲率を制御することにより、撮像チップ２０１の撮像面は、レンズ１０１を介して被写体から入射する光線をほぼ垂直に受光することができる。これにより、撮像チップ２０１への光線入射角度が大きなレンズ１０１を使用することができるようになる。
【００４０】
また、図２に示したように、湾曲部２０２は、完全球面ではなく非球面の方が撮像チップ２０１の端部に平らな面を作ることができるので、ボンディングなどのプロセスでは、非球面の方が有利である。しかし、湾曲部２０２を非球面にした場合、撮像チップ２０１の面内において歪分布が生じる。また、曲率制御部１２０が撮像チップ２０１の曲率を変化させた場合、撮像チップ２０１の面内の歪分布が変化し、撮像チップ２０１の面内のＳＮ比も変化してしまう。本実施形態によれば、撮像チップ２０１の面内の歪分布に応じて、各領域のＮＲパラメータを演算し、各領域のノイズリダクション処理を行うので、ＳＮ比の分布が均一な画像データを得ることができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態では、撮像装置は、被写体を撮像する時と同様の曲率に設定した撮像素子１０６の歪εとＳＮ比をあらかじめ測定し、撮像チップ２０１の面内のＳＮ比分布に対応したＮＲパラメータマップを生成する。そして、撮像装置は、被写体の撮像時には、歪εに応じたＮＲパラメータマップを用いて、画像処理を行う。第２の実施形態は、第１の実施形態とは違い、歪εとＳＮ比の関数によりＮＲパラメータを演算するのではなく、１点の歪εの値に対応したＮＲパラメータマップを生成する。第２の実施形態では、撮像チップ２０１の面内の歪εの分布の検出を必要としないため、図１２に示されるような複数の歪ゲージ１１９を用いる必要がなく、１個の歪ゲージ１１９があればよい。本実施形態の撮像装置は、図１の構成を有する。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。
【００４２】
図９は、本発明の第２の実施形態によるＮＲパラメータマップ生成処理を示すフローチャートである。ステップＳ９０１では、曲率制御部１２０は、ズームレンズ１０１のズーム位置に対応した曲率における歪の値になるように湾曲部２０２の歪εを制御する。次に、ステップＳ９０２では、メカニカルシャッタ及び絞り駆動部１０５は、メカニカルシャッタ１０３を閉じ、撮像素子１０６に光が入射しない遮光状態で、撮像素子１０６は、ダーク画像を撮像し、ダーク画像データを生成する。次に、ステップＳ９０３では、全体制御演算部１１１は、ステップＳ９０２で撮像されたダーク画像データを基に、ダーク画像データ内の複数の領域のＮＲパラメータの分布を示すＮＲパラメータマップを生成する。ステップＳ９０３の詳細は、後に図１０を参照しながら説明する。
【００４３】
なお、ズームレンズ１０１のズーム位置が複数存在する場合、すべてのズーム位置に対応する湾曲部２０２の曲率及び歪εについて上記のＮＲパラメータマップを生成する必要がある。その場合、図９のフローチャートの処理は、すべてのズーム位置に対してそれぞれのＮＲパラメータマップを生成するために必要な回数実施される。
【００４４】
図１０は、図９のステップＳ９０３のＮＲパラメータマップ生成処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ１００１では、全体制御演算部１１１は、ステップＳ９０２で撮像したダーク画像データを任意の数及び形状の複数の画像領域に分割する。ここで、分割した画像領域は、それぞれＴ0、Ｔ1、・・・、ＴEとし、現在選択されている画像領域をＴNとする。全体制御演算部１１１は、Ｎ＝０の設定を行う。次に、ステップＳ１００２では、全体制御演算部１１１は、画像領域ＴNを選択する。Ｎ＝０の場合には、全体制御演算部１１１は、画像領域Ｔ0を選択する。次に、ステップＳ１００３では、全体制御演算部１１１は、選択された画像領域ＴNのＳＮ比を検出する。次に、ステップＳ１００４では、全体制御演算部１１１は、ステップＳ１００３で検出されたＳＮ比に応じてＮＲパラメータを生成する。そして、全体制御演算部（記録部）１１１は、そのＮＲパラメータをＮＲパラメータマップの一部のデータとして、ステップＳ９０１で制御されている歪εと対応付けて、第２のメモリ部１１６に記録する。次に、ステップＳ１００５では、全体制御演算部１１１は、Ｎ＝Ｎ＋１の設定を行う。次に、ステップＳ１００６では、全体制御演算部１１１は、Ｎ＝Ｅ＋１であるか否かを判断する。Ｎ＝Ｅ＋１でない場合には、すべての画像領域Ｔ0、Ｔ1、・・・、ＴEの処理が終了していないので、ステップＳ１００２に戻り、次の画像領域ＴNの処理を繰り返す。Ｎ＝Ｅ＋１である場合には、すべての画像領域Ｔ0〜ＴEの処理が終了しているので、図１０のフローチャートの処理を終了する。以上の処理により、ＮＲパラメータマップは、ズーム位置に対応する歪ε毎に生成される。各ＮＲパラメータマップは、複数の画像領域Ｔ0〜ＴEに対応する複数のＮＲパラメータを有する。
【００４５】
次に、撮影前にあらかじめ図９のフローチャートの処理で生成したＮＲパラメータマップを用いて、撮像した画像に対してノイズリダクション処理する手順を説明する。図１１は、画像撮像時にＮＲパラメータマップを選択し、撮像画像に対してノイズリダクション処理を実行する手順を示すフローチャートである。ステップＳ１１０１では、曲率制御部１２０は、ユーザが指定したズームレンズ１０１のズーム位置に対応した曲率における歪になるように湾曲部２０２の歪εを制御する。次に、ステップＳ１１０２では、撮像素子１０６は、被写体の撮像動作を行い、画像データを生成する。撮像信号処理回路１０８は、撮像素子１０６により撮像された画像データに対して画像処理し、その画像処理した画像データを第１のメモリ部１１０に記録する。次に、ステップＳ１１０３では、全体制御演算部１１１は、ステップＳ１１０１で制御した歪εに応じて、第２のメモリ部１１６内の複数のＮＲパラメータマップの中の１個のＮＲパラメータマップを選択する。次に、ステップＳ１１０４では、全体制御演算部１１１は、ステップＳ１１０３で選択したＮＲパラメータマップを用いて、ステップＳ１１０２で記録された第１のメモリ部１１０の画像データに対してノイズリダクション処理（画像処理）を実行する。具体的には、全体制御演算部（画像処理部）１１１は、ＮＲパラメータマップ内の複数の画像領域Ｔ0〜ＴEに対応する複数のＮＲパラメータを用いて、画像データ内の複数の画像領域Ｔ0〜ＴEに対してそれぞれノイズリダクション処理（画像処理）を実行する。複数の画像領域Ｔ0〜ＴEは、それぞれ、ＮＲパラメータマップ内の異なるＮＲパラメータを用いて、ノイズリダクション処理される。
【００４６】
以上のように、撮像チップ２０１の歪εには面内分布があり、歪εの変化に伴って、ＳＮ比の面内分布が変化する。ステップＳ１１０３では、全体制御演算部１１１は、ズーム位置に対応する歪εに応じて、各画像領域Ｔ0〜ＴEのＮＲパラメータを示すＮＲパラメータマップを選択し、画像データの各画像領域Ｔ0〜ＴEに対してノイズリダクション処理を行う。歪εが異なる画像領域では、別々のＮＲパラメータを用いてノイズリダクション処理等の画像処理を行うことにより、ＳＮ比の分布が均一な画像データを得ることができる。
【００４７】
なお、上記では、曲率制御部１２０がズーム位置に対応した曲率における歪の値になるように湾曲部２０２の歪εを制御する場合を例に説明したが、これに限定されない。曲率制御部１２０は、レンズ１０１の焦点距離に対応した曲率における歪の値になるように湾曲部２０２の歪εを制御するようにしてもよい。本実施形態によれば、レンズ１０１のズーム位置や焦点距離に応じて、撮像チップ２０１の曲率を変えることが可能となり、レンズ１０１の各状態に適した曲率に設定することが可能となる。
【００４８】
また、第１及び第２の実施形態では、撮像素子１０６の歪の場合を例に説明したが、撮像素子１０６の歪の代わりに撮像素子１０６の曲率を用いてもよい。すなわち、曲率制御部１２０は撮像素子１０６の曲率又は歪を制御し、歪ゲージ１１９は撮像素子１０６の曲率又は歪を検出する。
【００４９】
上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０６  撮像素子、１１１  全体制御演算部、１１９  歪ゲージ、１２０  曲率制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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