JP2002185971A - 色むら補正装置及び電子カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の複雑化及び高価格化を招くことなく光
学系の収差や撮像素子の温度分布に起因して生ずる色む
らをほぼ完全に除去することができる色むら補正装置及
び電子カメラを提供する。 【解決手段】 ゲインテーブル２８は、レンズ系１０の
光学特性に応じて生ずる撮像信号の色むらを補正するゲ
インを関数として、又は撮像素子１４の数画素を単位と
して記憶し、オフセットテーブル２２は、撮像素子１４
の電気特性に応じて生ずる撮像信号の色むらを補正する
オフセットを関数として、又は撮像素子１４の数画素を
単位として記憶する。ゲイン算出部３０はゲインテーブ
ル２８からゲインを読み出して必要となる補正量を算出
し、オフセット算出部２４はオフセットテーブル２２か
らオフセットを読み出して必要となる補正量を算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、色むら補正装置及
び電子カメラに係り、特に光学系を介した光学像を撮像
素子で光電変換した際に、光学系又は撮像素子の特性に
応じて生ずる色むらを補正する色むら補正装置及び電子
カメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像信号を記録する装置としては
例えばビデオカメラが挙げられるが、ビデオカメラはＣ
ＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子から出力
されたアナログ画像信号をビデオテープに磁気的に記録
するのが一般的であった。アナログ画像信号を記録する
従来の装置では、撮像素子から出力されるアナログの画
像信号に色むら（シェーディング）が生じている場合に
は、通常以下の２つの方法で色むらを補正している。

【０００３】第１の補正方法は、ホワイトバランスを調
整する目的で、画像信号に含まれるＲ（赤）信号、Ｇ
（緑）信号、及びＢ（青）信号各々に一定のゲインを乗
算する方法である。この方法は、撮像素子のＲ、Ｇ、Ｂ
に対する感度特性の間に差がある場合に、撮像素子の
Ｒ、Ｇ、Ｂに対する感度調整を行うときに用いられる。
撮像素子のＲ、Ｇ、Ｂに対する感度特性の間に差がある
場合には、例えば白色の光学像を撮像したときに、緑が
かった白色の画像信号が得られることになる。この方法
は撮像素子に設けられたＲ信号を撮像する素子群、Ｇ信
号を撮像する素子群、及び撮像素子に設けられたＢ信号
を撮像する素子群を単位として色むらを補正する。

【０００４】第２の補正方法は、撮像素子で生ずる暗電
流によるオフセットを補正する目的で、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号
毎に暗電流が生じないか又は生じても無視することがで
きる程度の暗電流が生ずる有効エリア以外において生じ
ている暗電流を計測し、この値を各画素から出力される
画素信号から減算してオフセットを補正する。この補正
方法においても、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号を撮像す
る素子群毎に色むらが補正される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の装置
では、撮像素子の感度むらは前述したホワイトバランス
の調整等によって補正することができる。しかしなが
ら、レンズ等の光学系に球面収差、非点収差、色収差、
その他の収差が生じていると、光学系を介して撮像素子
の撮像面に結像する光学像は撮像面の位置に応じて強度
が変化する。また、撮像素子で生ずる暗電流によるオフ
セットは撮像素子の温度分布により変化し、しかも温度
分布は撮像素子の撮像面において一定でないため暗電流
は撮像面の位置に応じて変化する。このような、光学系
の収差や撮像素子の温度分布に起因して生ずる色むら
は、前述した方法によっては補正しきれないという問題
がある。

【０００６】近年、半導体集積回路の処理能力が向上
し、光学系を介した光学像をＣＣＤ等の撮像素子を用い
て撮像し、ディジタル化した画像信号を得る電子カメ
ラ、スキャナ、ディジタルビデオカメラ等の使用頻度が
高くなっている。かかるディジタル化した画像信号を得
る装置においても、光学系の収差や撮像素子の温度分布
に起因して生ずる色むらが生ずる。電子カメラにおい
て、撮像素子の取り付けの傾斜や光学系の周辺光量不足
に基づくシェーディングを補正する技術がある。

【０００７】この技術は、撮像素子に設けられる画素群
の水平方向（Ｈ方向）と垂直方向（Ｖ方向）とをそれぞ
れ所定数の画素を含むようにブロック化し、垂直方向の
中央位置の各ブロックについてのみシェーディング補正
係数を予め算出し記憶している。そして、撮像時には記
憶装置からシェーディング補正係数を読み出し、撮像し
た撮像信号のシェーディングすることにより簡単な構成
でシェーディング補正する。

【０００８】ところで、電子カメラが商品化された当時
は、例えば水平方向６００画素、垂直方向４８０画素程
度の画素数であったが、近年は高精細化が要求されてお
り、例えば水平方向１２８０画素、垂直方向１０２４画
素程度の画素数を有する電子カメラが実現されつつあ
る。このように総画素数が１００万画素を越える電子カ
メラは、プロ用又はハイエンド機器として位置づけられ
るため、光学系の収差や撮像素子の温度分布に起因して
生ずる色むらをほぼ完全に除去することが要求される。

【０００９】光学系の収差や撮像素子の温度分布に起因
して生ずる色むらをほぼ完全に除去することは、この技
術では達成することができない。そこで、光学系の収差
及び撮像素子の温度分布を補正するための補正係数（ゲ
イン及びオフセット）を各画素毎に予め記憶しておき、
撮像時に記憶した補正係数を読み出して、撮像信号を補
正すれば、光学系の収差や撮像素子の温度分布に起因し
て生ずる色むらをほぼ完全に除去することができると考
えられる。

【００１０】しかしながら、１００万画素を越える画素
数を有する撮像素子に対して画素毎にゲイン及びオフセ
ットからなる補正係数を記憶するのは、膨大な記憶容量
が必要となり、装置の複雑化及び高価格化を招くという
問題がある。尚、以上電子カメラを例に挙げて色むらを
補正する際の問題点について説明したが、かかる問題
は、光学系を介した光学像を撮像素子にて撮像するスキ
ャナ又はディジタルビデオカメラ等の装置についても同
様である。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、装置の複雑化及び高価格化を招くことなく光学
系の収差や撮像素子の温度分布に起因して生ずる色むら
をほぼ完全に除去することができる色むら補正装置及び
電子カメラを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以下、この項に示す例で
は、理解の容易化のため、本発明の発明特定事項に実施
形態の図に示す代表的な参照符号を付して説明するが、
本発明の構成又は各発明特定事項は、これら参照符号に
よって拘束されるものに限定されない。上記課題を解決
するために、本発明の第１の観点による色むら補正装置
は、光学系（１０）を介した光学像を光電変換して撮像
信号を出力する撮像素子（１４）と、前記光学系（１
０）の光学特性に応じて生ずる前記撮像信号の色むらを
補正する第１補正関数を記憶する第１補正関数記憶手段
（２８）と、前記第１補正関数記憶手段（２８）に記憶
された第１補正関数に基づいて前記撮像信号の色むらを
補正する第１補正手段（３０、３２）とを具備すること
を特徴としている。この発明によれば、光学系の光学特
性に応じて生ずる撮像信号の色むらを補正する第１補正
関数を予め第１補正関数記憶手段に記憶しておき、第１
補正手段が撮像時に第１補正関数記憶手段から第１補正
関数を読み出して撮像信号の色むらを補正しているの
で、光学系の収差に起因して生ずる色むらを除去するこ
とができる。また、色むらを補正するための関数を記憶
するようにしているので、装置の高価格を招くことはな
い。また、本発明の第２の観点による色むら補正装置
は、第１の観点による色むら補正装置において、前記撮
像素子（１０）の電気特性に応じて生ずる前記撮像信号
の色むらを補正する第２補正関数を記憶する第２補正関
数記憶手段（２２）と、前記第２補正関数記憶手段（２
２）に記憶された第２補正関数に基づいて前記撮像信号
の色むらを補正する第２補正手段（２４、２６）とを具
備することを特徴としている。この発明によれば、撮像
素子の電気特性に応じて生ずる撮像信号の色むらを補正
する第２補正関数を予め第２補正関数記憶手段に記憶し
ておき、第２補正手段が撮像時に第２補正関数記憶手段
から第２補正関数を読み出して撮像信号の色むらを補正
しているので、撮像素子の電気特性に起因して生ずる色
むらを除去することができる。ここで、上述した光学系
の収差に起因して生ずる色むらに併せて撮像素子の温度
分布に起因して生ずる色むらを除去することができるの
で、撮像信号の色むらをほぼ完全に除去することができ
る。また、色むらを補正するための関数を記憶するよう
にしているので、装置の高価格を招くことはない。ま
た、本発明の第３の観点による色むら補正装置は、第１
の観点又は第２の観点による色むら補正装置において、
前記第１補正関数が、前記撮像素子（１４）の撮像面内
に設定された第１の方向（Ｘ軸方向）の位置及び当該第
１の方向（Ｘ軸方向）に直交する第２の方向（Ｙ軸方
向）の位置に応じたゲインを規定する関数であり、前記
第１補正手段（３０、３２）が、前記第１補正関数で規
定されたゲインを前記撮像信号に乗算することを特徴と
している。また、本発明の第４の観点による色むら補正
装置は、第３の観点による色むら補正装置において、前
記第２補正関数は、前記第１の方向（Ｘ軸方向）の位置
及び前記第２の方向（Ｙ軸方向）の位置に応じたオフセ
ットを規定する関数であり、前記第２補正手段（２４、
２６）が、前記第２補正関数で規定されたオフセットを
前記撮像信号に加算することを特徴としている。また、
本発明の第５の観点による色むら補正装置は、第３の観
点又は第４の観点による色むら補正装置において、前記
第１補正関数記憶手段（２８）が、前記第１補正関数を
前記第１の方向（Ｘ軸方向）の位置及び前記第２の方向
（Ｙ軸方向）の位置に応じて離散度が可変する離散値と
して記憶し、前記離散値を補間して前記第１補正関数で
規定されるゲインの近似値を算出するゲイン算出手段
（３０）を具備することを特徴としている。この発明に
よれば、第１補正関数を離散値が変化する離散値として
予め記憶しておき、撮像時に記憶した離散値を補間する
ことにより第１補正関数で規定されるゲインの近似値を
求めて色むらを補正しているため、装置の複雑化及び高
価格化を招くことなく光学系の収差や撮像素子の温度分
布に起因して生ずる色むらをほぼ完全に除去することが
できる。また、本発明の第６の観点による色むら補正装
置は、第５の観点による色むら補正装置において、前記
第２補正関数記憶手段（２２）が、前記第２補正関数を
前記第１の方向（Ｘ軸方向）の位置及び前記第２の方向
（Ｙ軸方向）の位置に応じて離散度が可変する離散値と
して記憶し、前記離散値を補間して前記第２補正関数で
規定されるオフセットの近似値を算出するオフセット算
出手段（２４）を具備することを特徴としている。この
発明によれば、第２補正関数を離散値が変化する離散値
として予め記憶しておき、撮像時に記憶した離散値を補
間することにより第２補正関数で規定されるオフセット
の近似値を求めて色むらを補正しているため、装置の複
雑化及び高価格化を招くことなく光学系の収差や撮像素
子の温度分布に起因して生ずる色むらをほぼ完全に除去
することができる。また、本発明の第７の観点による色
むら補正装置は、第５の観点又は第６の観点による色む
ら補正装置において、前記離散値の離散度が、前記第１
の方向（Ｘ軸方向）及び第２の方向（Ｙ軸方向）におけ
る前記撮像信号の色むらの変化量に応じて設定されるこ
とを特徴としている。この発明によれば、前述の離散値
が、撮像信号の色むらの変化量に応じて設定されてお
り、例えば色むらの変化量の大きな部分について離散度
を小さくし、変化量の小さな部分について離散度を大き
くすることで、第１補正関数又は第２補正関数の近似値
をより正確に求めることができるため、装置の複雑化及
び高価格化を招かずに色むらをほぼ完全に除去する上で
好適である。また、本発明の第８の観点による色むら補
正装置は、第１の観点から第７の観点の何れかの色むら
補正装置において、前記撮像素子（１４）から出力され
る撮像信号を所定時間積算する積算手段（２０）を具備
することを特徴としている。この発明によれば、光学系
を介して撮像素子に結像する光学像の光強度が低い場合
であっても、積算手段が撮像素子から出力される撮像信
号を所定時間積算することにより撮像信号の強度を高め
ている。撮像信号を積算すると、光学系の収差や撮像素
子の温度分布に起因して生ずる色むらも積算されるた
め、顕著に色むらが生ずることとなるが、本発明は光学
系の収差に起因して生ずる色むらを第１補正関数を用い
て補正し、撮像素子の温度分布に起因して生ずる色むら
を第２補正関数を用いて補正しているため、撮像信号を
積算したときでも良好に色むらを補正することができ
る。また、本発明の第９の観点による色むら補正装置
は、第３の観点又は第４の観点による色むら補正装置に
おいて、前記撮像信号が、前記撮像素子（１４）の撮像
面に対して直交する第３の方向（Ｚ軸方向）の異なる複
数の位置において撮像して得られた撮像信号であり、前
記第１補正関数が、前記第１の方向（Ｘ軸方向）及び第
２の方向（Ｙ軸方向）並びに前記第３の方向（Ｚ軸方
向）の位置に応じたゲインを規定する関数であることを
特徴としている。また、本発明の第１０の観点による色
むら補正装置は、第９の観点による色むら補正装置にお
いて、前記第２補正関数が、前記第１の方向（Ｘ軸方
向）及び第２の方向（Ｙ軸方向）並びに前記第３の方向
（Ｚ軸方向）の位置に応じたオフセットを規定する関数
であることを特徴としている。これら第９の観点及び第
１０の観点による発明によれば、第１の方向、第２の方
向、及び第３の方向からなる三次元の光学像を撮像する
場合であっても、各々の方向において光学系の収差及び
撮像素子の温度分布に起因して生ずる色むらを補正する
ことができる。また、本発明の第１１の観点による色む
ら補正装置は、第９の観点又は第１０の観点による色む
ら補正装置において、前記第１補正関数記憶手段（２
８）が、前記第１補正関数を前記第１の方向（Ｘ軸方
向）の位置及び前記第２の方向（Ｙ軸方向）の位置並び
に前記第３の方向（Ｚ軸方向）の位置に応じて離散度が
可変する離散値として記憶し、前記第１補正関数記憶手
段（２８）に記憶された近接する６点以上の離散値を用
いて補間処理を行って、前記第１補正関数で規定される
ゲインの近似値を算出するゲイン算出手段（３０）を具
備することを特徴としている。また、本発明の第１２の
観点による色むら補正装置は、第１１の観点による色む
ら補正装置において、前記第２補正関数記憶手段が、前
記第２補正関数を前記第１の方向（Ｘ軸方向）の位置及
び前記第２の方向（Ｙ軸方向）の位置並びに前記第３の
方向（Ｚ軸方向）の位置に応じて離散度が可変する離散
値として記憶し、前記第２補正関数記憶手段に記憶され
た近接する６点以上の離散値を用いて補間処理を行っ
て、前記第２補正関数で規定されるオフセットの近似値
を算出するオフセット算出手段（２４）を具備すること
を特徴としている。これら第１１の観点及び第１２の観
点による発明によれば、三次元の光学像を撮像する場合
には、より多くの画素を扱う必要があり、色むらを補正
する処理も増加するが、第１補正関数又は第２補正関数
を離散値が変化する離散値として予め記憶しておき、撮
像時に記憶した離散値を補間することにより第１補正関
数で規定されるゲインの近似値又は第２補正関数で規定
されるオフセットの近似値を求めて色むらを補正してい
るため、装置の複雑化及び高価格化を招くことなく光学
系の収差や撮像素子の温度分布に起因して生ずる色むら
をほぼ完全に除去することができる。また、本発明の電
子カメラは、第１の観点から第１２の観点によるに記載
の色むら補正装置と、前記色むら補正装置で補正された
撮像信号を記憶する記憶手段とを備えることを特徴とし
ている。この発明によれば、装置の複雑化及び高価格化
を招くことなく、光学系の収差や撮像素子の温度分布に
起因して生ずる色むらをほぼ完全に除去することができ
る色むら補正装置を設けているため、光学系の収差や撮
像素子の温度分布に起因して生ずる色むらを補正できる
高精細な電子カメラを安価に提供することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態による色むら補正装置及び電子カメラについて詳
細に説明する。図１は、本発明の実施形態による電子カ
メラに設けられた本発明の実施形態による色むら補正装
置の構成を示す機能ブロック図である。図１において、
１０は光学系としてのレンズ系であり、１２はレンズ系
１０を介した光学像がＣＣＤ（Charge Coupled Devic
e）等の撮像素子１４の撮像面に至る光量を調整するた
めの絞りである。

【００１４】レンズ系１０は、図示しない制御系によっ
て又はユーザの手動によりその光学倍率が可変に構成さ
れ、絞り１２は上記制御系又はユーザの手動により透過
光量が可変に構成されている。撮像素子１４は、撮像面
に１００万画素程度の画素が第１方向としてのＸ軸方向
（Ｈ方向）及び第２方向としてのＹ軸方向（Ｖ方向）に
配列されており、撮像面に結像した光学像を各画素が光
電変換し、撮像信号として出力する。尚、本実施形態で
は、説明の便宜のため撮像素子１４にＡ／Ｄ変換器が設
けられ、撮像素子１４からディジタル化された撮像信号
が出力されるとする。

【００１５】１６は、撮像素子１４から出力される撮像
信号を一時的に記憶するフレームメモリである。１８
は、垂直同期信号、水平同期信号等の同期信号に従って
フレームメモリ１６に記憶された撮像信号を所定のタイ
ミングで読み出すＣＣＤデータ入力部である。尚、ＣＣ
Ｄデータ入力部１８から後述するオフセット算出部２４
及びゲイン算出部３０にはタイミング信号が出力され
る。

【００１６】２０は、積算手段としてのＣＣＤデータ積
算部であり、ＣＣＤデータ入力部１８から出力される撮
像信号をフレーム（画面）単位で所定時間積算する。前
述したＣＣＤデータ入力部１８から出力されるタイミン
グ信号は、ＣＣＤデータ入力部１８からＣＣＤデータ積
算部２０へ出力された撮像信号が、撮像素子１４の撮像
面のどの位置に配置された画素から出力された撮像信号
であるかを示す信号である。

【００１７】２２は、第２補正関数記憶手段としてのオ
フセットテーブルであり、撮像素子１４の電気特性に応
じて生ずる撮像信号の色むらを補正する第２補正関数を
記憶する。第２補正関数は、予め撮像素子１４の電気特
性（撮像素子１４の温度分布に応じて生ずる暗電流）を
求めておき、この電気特性により生ずる色むらを補正す
る関数として求めておく。第２補正関数は、一次関数又
は二次関数その他の関数の形でオフセットテーブル２２
に記憶される。

【００１８】２４は第２補正手段の一部をなすオフセッ
ト算出部であり、オフセットテーブル２２に記憶された
第２補正関数に基づいて色むらを補正するためのオフセ
ットを算出する。２６は第２補正手段の一部をなすオフ
セット加算部であり、オフセット算出部２４で算出され
たオフセットを、ＣＣＤデータ積算部２０で積算された
撮像信号に加算して撮像素子１４の電気特性に応じて生
ずる撮像信号の色むらを補正する。

【００１９】２８は、第１補正関数記憶手段としてのゲ
インテーブルであり、光学系１０の光学特性に応じて生
ずる撮像信号の色むらを補正する第１補正関数を記憶す
る。第１補正関数も第２補正関数と同様に、予めレンズ
系１０の光学特性（レンズ系１０の収差）を求めてお
き、この光学特性により生ずる色むらを補正する関数と
して求めておく。第１補正関数は、一次関数又は二次関
数その他の関数の形でゲインテーブル２８に記憶され
る。

【００２０】３０は第１補正手段の一部をなすゲイン算
出部であり、ゲインテーブル２８に記憶された第１補正
関数に基づいて色むらを補正するためのゲインを算出す
る。３２は第１補正手段の一部をなすゲイン乗算部であ
り、ゲイン算出部３０で算出されたゲインを、オフセッ
ト加算部２６から出力される撮像信号に乗算して光学系
１０の光学特性に応じて生ずる撮像信号の色むらを補正
する。３４は、ゲイン乗算部３２から出力される色むら
が補正された撮像信号を出力するＣＣＤデータ出力部で
ある。ＣＣＤデータ出力部３４から出力された撮像信号
は、本実施形態の電子カメラが備える記憶手段としての
メモリに記憶される。

【００２１】次に、上記構成における本発明の実施形態
による色むら補正装置が色むらを補正する際の動作につ
いて詳細に説明する。いま、撮像面内に設定されたＸＹ
平面内において光強度が一定の白色光がレンズ系１０及
び絞り１２を介して撮像素子１４の撮像面に結像したと
する。図２は、レンズ系１０が有する収差により生ずる
色むらを説明するための図である。図２（ａ）におい
て、Ｐは撮像素子１４の撮像面を示している。レンズ系
１０に収差が生じていると、撮像面Ｐの中央部ＣＰ１に
結像する光学像の光強度が高くなり、撮像面Ｐの周辺部
ＣＰ２に結像する光学像の光強度は低くなる。図２
（ｂ）は、図１中の線Ｌ１に沿った光学像の光強度分布
を示す図である。

【００２２】撮像素子１４の撮像面において強度分布を
有する撮像信号が、フレームメモリ１６及びＣＣＤデー
タ入力部１８から出力され、ＣＣＤデータ積算部２０に
おいて積算されると、図２（ｃ）に示したように、中央
部ＣＰ１において得られた撮像信号の信号強度と周辺部
ＣＰ２において得られた撮像信号の信号強度との差は大
となる。

【００２３】そこで、まず、本実施形態では、オフセッ
ト算出部２４がオフセットテーブル２２から第２補正関
数を読み出し、ＣＣＤデータ入力部１８から出力される
タイミング信号に基づいて、ＣＣＤデータ積算部２０か
ら出力される撮像信号が撮像面Ｐ内のどの画素から出力
された撮像信号であるかをＸ軸方向及びＹ軸方向の位置
を特定することにより求め、その位置に応じた補正値を
演算により算出する。そして、オフセット加算部２６が
オフセット算出部２４から出力される補正値を、ＣＣＤ
データ積算部２０から出力される撮像信号に加算して撮
像素子１４の電気特性に起因して生ずる色むらを補正す
る。

【００２４】次に、ゲイン算出部３０がゲインテーブル
２８から第１補正関数を読み出し、ＣＣＤデータ入力部
１８から出力されるタイミング信号に基づいて、オフセ
ット加算部２６から出力される撮像信号が撮像面Ｐ内の
どの画素から出力された撮像信号であるかをＸ軸方向及
びＹ軸方向の位置を特定することにより求め、その位置
に応じた補正値を演算により算出する。そして、ゲイン
乗算部３２がゲイン算出部３０から出力される補正値
を、オフセット加算部２６から出力される撮像信号に乗
算してレンズ系１０の光学特性に起因して生ずる色むら
を補正する。以上の処理を経て色むらが補正された撮像
信号がＣＣＤデータ出力部３４から出力される。

【００２５】以上説明した実施形態では、撮像素子１４
の電気特性及び光学系１０の光学特性に起因して生ずる
色むらを補正するために、関数の形で第１補正関数をゲ
インテーブル２８に、第２補正関数をオフセットテーブ
ル２２にそれぞれ記憶していた。そしてゲイン算出部３
０及びオフセット算出部２４がＣＣＤデータ入力部１８
から出力されるタイミング信号に基づいて撮像面内にお
けるＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を特定し、補正値を演
算により算出していた。次に、第１補正関数及び第２関
数を関数としてゲインテーブル２８及びオフセットテー
ブル２２それぞれに記憶するのではなく、補正値として
のゲインをゲインテーブル２８及びオフセットテーブル
２２それぞれに記憶する実施形態について説明する。

【００２６】撮像素子１４が備える画素全てに対して撮
像素子１４の電気特性に起因して生ずる色むらを補正す
る補正値及びレンズ系１０の光学特性に起因して生ずる
色むらを補正する補正値を記憶するためには膨大な記憶
容量を必要とするので、装置の高価格化を招く。そこ
で、以下に説明する実施形態では、レンズ系１０の光学
特性に起因して生ずる色むらを補正するための補正値
を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置に応じて離散度が可変
する離散値でゲインテーブル２８に記憶している。ま
た、撮像素子１４の電気特性に起因して生ずる色むらを
補正するための補正値を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置
に応じて離散度が可変する離散値として記憶している。

【００２７】以下の説明では、ゲインテーブル２８に記
憶する補正値について説明するが、オフセットテーブル
２２に記憶する補正値についても同様である。ゲインテ
ーブル２８に補正値としてのゲインを記憶させるため
に、まず、撮像面を複数のブロックに区分する。図３
は、撮像素子１４の撮像面を複数のブロックに区分した
様子を示す図である。そして、各ブロックを代表値をゲ
インテーブル２８に記憶する。

【００２８】ここで、図３に示した通り、本実施形態
は、各ブロックの大きさを、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位
置に応じて異ならせている点を特徴としている。これ
は、例えば色むらの変化量の大きな部分について離散度
を小さくし、変化量の小さな部分について離散度を大き
くすることで、第１補正関数又は第２補正関数の近似値
をより正確に求めるようにするためである。

【００２９】例えば、符号Ｂ１１を付した領域及び符号
Ｂ２１を付した領域は、撮像面Ｐ１の中央部に該当し、
色むらの変化量が余り大ではないためブロックの大きさ
が大きく（例えば、Ｘ軸方向に６４画素を含む大きさ）
設定され、符号Ｂ１３を付した領域及び符号Ｂ２３を付
した領域は、撮像面Ｐ１の周辺部に該当し、色むらの変
化量が大であるためブロックの大きさが小さく（例え
ば、Ｘ軸方向に１６画素を含む大きさ）設定される。

【００３０】撮像時において、ゲインが記憶された画素
から出力される撮像信号を補正する際には、ゲインテー
ブル２８に記憶されているゲインをそのままゲイン乗算
部３２にて乗算すればよい。ゲインが記憶されていない
画素から出力される画像信号を補正するには、まず、ゲ
イン算出部３０が、ゲインを求める画素に隣接する画素
であって、ゲインテーブル２８に補正値が記憶されてい
る少なくとも２つの画素のゲインを用いて線形補間等の
補間処理を行うことにより第１補正関数で規定されるゲ
インの近似値を算出する。

【００３１】図４は、ゲインの近似値を算出する様子を
示す図である。図４において、位置Ｘ１に位置する画素
及び位置Ｘ４に位置する画素にはゲインテーブル２８に
予めゲインが記憶されているとし、位置Ｘ２に位置する
画素及び位置Ｘ３に位置する画素にはゲインが記憶され
ていないとする。まず、ゲイン算出部３０は、ＣＣＤデ
ータ入力部１８から出力されるタイミング信号に基づい
て、オフセット加算部２６から出力される撮像信号が、
例えば位置Ｘ２に位置する画素から出力されたものであ
ること求める。

【００３２】次に、ゲインテーブル２８にはＸ２に位置
する画素に対してゲインが記憶されていないため、近接
する画素、例えば位置Ｘ１に位置する画素に対して記憶
されているゲイン（値Ａ１）及び位置Ｘ４に位置する画
素に対して記憶されているゲイン（値Ａ２）を読み出
す。そして、読み出したゲイン及び位置Ｘ２と位置Ｘ
１，Ｘ４との相対関係に基づいて補間処理を行い、位置
Ｘ２に位置する画素のゲインを算出する。ここで算出さ
れたゲインは、第１補正関数で規定されるゲインの近似
値である。同様にして、位置Ｘ３に位置する画素に対し
てもゲインを求める。そして、ゲイン算出部３０で算出
されたゲインを、オフセット加算部２６から出力される
撮像信号に乗算することにより色むらを補正することが
できる。

【００３３】以上、理解の容易のために一次元（Ｘ軸方
向）のゲインを補間する処理について説明したが、次に
Ｘ軸方向及びＹ軸方向を考慮してゲインを補間する処理
について説明する。図５は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を考
慮してゲインを補間する処理を説明する図である。図５
において、ゲインがＧ１〜Ｇ４である４点（Ｘ１１，Ｙ
１１）、（Ｘ１２，Ｙ１１）、（Ｘ１２，Ｙ１２）、
（Ｘ１１，Ｙ１２）の間に位置する点のゲインを補間に
よって求めるとは、その点におけるゲインが図中斜線を
付した平面上にあるようにすることである。

【００３４】いま、平面の一般式を以下の（１）式で表
す。 ｐＸ＋ｑＹ＋ｒＧ＝ｓ …（１） ここで、ｐ、ｑ、ｒ、ｓは定数である。この（１）式に
上記４点の値を代入すると、定数ｐ、ｑ、ｒ、ｓの値が
求まるので、図５中斜線を付した平面が特定される。よ
って、任意のＸの値、Ｙの値を特定された平面を示す式
に代入することで、任意の点のゲインを求めることがで
きる。尚、以上の説明では、説明の簡単化のために、
Ｒ、Ｇ、Ｂを区別することなく、単に各点のゲインを求
める場合について説明したが、以上の処理をＲ、Ｇ、Ｂ
毎に行ってＲ、Ｇ、Ｂ毎のゲインを求めても良い。

【００３５】以上、ゲインテーブル２８に離散的に記憶
された補正値から補間処理を行ってゲインを求める処理
を例に挙げて説明したが、オフセットテーブル２２に記
憶する補正値についても同様に補間処理を行ってオフセ
ットを求めることができる。このように、離散的にゲイ
ン及びオフセットを記憶することで、記憶容量の低減を
図ることができ、もって装置の高価格化を抑えることが
できる。また、補間処理を行ってゲイン及びオフセット
を求めることによって、色むらを良好に除去することが
できる。

【００３６】以上、撮像素子１４で撮像された二次元の
撮像信号の色むらを補正する処理について説明したが、
本発明は三次元の撮像信号を撮像する撮像素子を備え、
レンズ系１０の光学特性及び撮像素子１４の電気特性に
起因して生ずる色むらを補正することもできる。三次元
の撮像素子を得るためには、三次元の撮像信号を撮像素
子を備える他に、レンズ系１０の焦点位置を可変させた
複数箇所で二次元画像を複数得て、これらを合成するこ
とによっても得られる。

【００３７】以下、三次元の撮像信号で生ずる色むらを
補正する処理について説明する。三次元の撮像信号で生
ずる色むらを補正するために、Ｚ軸方向の色むらの変化
量に応じてその離散度が規定されるゲインがゲインテー
ブル２８に記憶されている。尚、三次元の撮像信号で生
ずる色むらを補正する場合も、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に色むらを
補正する処理を行ってＲ、Ｇ、Ｂ毎のゲインを求めるこ
とが好ましいが、以下の説明では説明の簡単化のため
に、Ｒ、Ｇ、Ｂのゲインを共通のゲインＧで代表して説
明する。また、以下の説明では、ゲインを求める処理に
ついて説明するが、オフセットを求める処理も同様の処
理が行われる。

【００３８】図６は、三次元の撮像信号で生ずる色むら
を補正する処理を説明するための図である。いま、レン
ズ系１０の焦点位置を可変させることにより、Ｚ＝０の
位置及びＺ＝Ｚ１の位置で二次元の撮像信号が得られて
いるとする。Ｚ＝０の位置において、４点（Ｘ１１，Ｙ
１１）、（Ｘ１２，Ｙ１１）、（Ｘ１２，Ｙ１２）、
（Ｘ１１，Ｙ１２）のゲインがゲインテーブル２８に記
憶されており、各々のゲインがＧ１〜Ｇ４であるとす
る。このときは、図５を用いた方法によりゲインがＧ１
〜Ｇ４である４点を通る平面が求められる。

【００３９】また、Ｚ＝Ｚ１の位置であるときに、４点
（Ｘ１１，Ｙ１１）、（Ｘ１２，Ｙ１１）、（Ｘ１２，
Ｙ１２）、（Ｘ１１，Ｙ１２）のゲインがゲインテーブ
ル２８に記憶されており、各々のゲインがＧ１１〜Ｇ１
４であるとする。このときも、図５を用いた方法により
ゲインがＧ１１〜Ｇ１４である４点を通る平面が求めら
れる。いま、撮像信号が得られていない位置Ｚ＝Ｚ２
（０＜Ｚ２＜Ｚ１）におけるゲインを算出する場合には
Ｚ＝０のときに得られる平面とＺ＝Ｚ１のときに得られ
る平面との間において線形補間を行う。

【００４０】図７は、三次元画像の色むら補正を行う際
に、平面間の補間処理を説明するための図である。図７
において、点（Ｘ１１，Ｙ１１，０）のゲインはゲイン
テーブル２８に記憶されており、点（Ｘ１１，Ｙ１１，
Ｚ１）のゲインもゲインテーブル２８に記憶されてい
る。いま、点（Ｘ１１，Ｙ１１，Ｚ２）のゲインを算出
する場合には、点（Ｘ１１，Ｙ１１，０）と点（Ｘ１
１，Ｙ１１，Ｚ１）とのゲインの差を求め、Ｚ軸方向の
単位長さあたりのゲインの変化分を求め、Ｚ２の位置に
応じたゲインを得る。

【００４１】以上の処理を行うことによって、三次元画
像の場合においても、光学系１０の光学特性又は撮像素
子１４の電気特性に起因して生ずる色むらをほぼ完全に
除去することができる。しかも、この場合において、装
置の複雑化及び高価格化を招くことなく色むらを除去す
ることができる。尚、三次元画像の色むらを補正する場
合には少なくとも６点のゲインがあれば、任意の点にお
けるゲインを得ることができる。尚、本実施形態におい
ては、色むらの補正量を信号強度の１０％程度に抑える
ことが好ましい。

【００４２】以上、本発明の実施形態による色むら補正
装置及び電子カメラについて説明したが、本発明は上記
実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由
に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、撮像
素子１４としてＣＣＤを用いていたが、ＣＭＯＳ型の画
像センサや人工網膜センサを用いても良い。

【００４３】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、光学系の光学特性に応じて生ずる撮像信号の色むら
を補正する第１補正関数を予め第１補正関数記憶手段に
記憶しておき、第１補正手段が撮像時に第１補正関数記
憶手段から第１補正関数を読み出して撮像信号の色むら
を補正しているので、光学系の収差に起因して生ずる色
むらを除去することができるという効果がある。また、
色むらを補正するための関数を記憶するようにしている
ので、装置の高価格を招くことはないという効果も得ら
れる。また、本発明によれば、撮像素子の電気特性に応
じて生ずる撮像信号の色むらを補正する第２補正関数を
予め第２補正関数記憶手段に記憶しておき、第２補正手
段が撮像時に第２補正関数記憶手段から第２補正関数を
読み出して撮像信号の色むらを補正しているので、撮像
素子の電気特性に起因して生ずる色むらを除去すること
ができる。ここで、上述した光学系の収差に起因して生
ずる色むらに併せて撮像素子の温度分布に起因して生ず
る色むらを除去することができるので、撮像信号の色む
らをほぼ完全に除去することができるという効果があ
る。また、色むらを補正するための関数を記憶するよう
にしているので、装置の高価格を招くことはないという
効果も得られる。また、本発明によれば、第１補正関数
を離散値が変化する離散値として予め記憶しておき、撮
像時に記憶した離散値を補間することにより第１補正関
数で規定されるゲインの近似値を求めて色むらを補正し
ているため、装置の複雑化及び高価格化を招くことなく
光学系の収差や撮像素子の温度分布に起因して生ずる色
むらをほぼ完全に除去することができるという効果があ
る。また、本発明によれば、第２補正関数を離散値が変
化する離散値として予め記憶しておき、撮像時に記憶し
た離散値を補間することにより第２補正関数で規定され
るオフセットの近似値を求めて色むらを補正しているた
め、装置の複雑化及び高価格化を招くことなく光学系の
収差や撮像素子の温度分布に起因して生ずる色むらをほ
ぼ完全に除去することができるという効果がある。ま
た、本発明によれば、前述の離散値が、撮像信号の色む
らの変化量に応じて設定されており、例えば色むらの変
化量の大きな部分について離散度を小さくし、変化量の
小さな部分について離散度を大きくすることで、第１補
正関数又は第２補正関数の近似値をより正確に求めるこ
とができるため、装置の複雑化及び高価格化を招かずに
色むらをほぼ完全に除去する上で好適であるという効果
がある。また、本発明によれば、光学系を介して撮像素
子に結像する光学像の光強度が低い場合であっても、積
算手段が撮像素子から出力される撮像信号を所定時間積
算することにより撮像信号の強度を高めている。撮像信
号を積算すると、光学系の収差や撮像素子の温度分布に
起因して生ずる色むらも積算されるため、顕著に色むら
が生ずることとなるが、本発明は光学系の収差に起因し
て生ずる色むらを第１補正関数を用いて補正し、撮像素
子の温度分布に起因して生ずる色むらを第２補正関数を
用いて補正しているため、撮像信号を積算したときでも
良好に色むらを補正することができるという効果があ
る。また、本発明によれば、第１の方向、第２の方向、
及び第３の方向からなる三次元の光学像を撮像する場合
であっても、各々の方向において光学系の収差及び撮像
素子の温度分布に起因して生ずる色むらを補正すること
ができるという効果がある。また、本発明によれば、三
次元の光学像を撮像する場合には、より多くの画素を扱
う必要があり、色むらを補正する処理量も増加するが、
第１補正関数又は第２補正関数を離散値が変化する離散
値として予め記憶しておき、撮像時に記憶した離散値を
補間することにより第１補正関数で規定されるゲインの
近似値又は第２補正関数で規定されるオフセットの近似
値を求めて色むらを補正しているため、装置の複雑化及
び高価格化を招くことなく光学系の収差や撮像素子の温
度分布に起因して生ずる色むらをほぼ完全に除去するこ
とができるという効果がある。また、本発明によれば、
装置の複雑化及び高価格化を招くことなく、光学系の収
差や撮像素子の温度分布に起因して生ずる色むらをほぼ
完全に除去することができる色むら補正装置を設けてい
るため、光学系の収差や撮像素子の温度分布に起因して
生ずる色むらを補正できる高精細な電子カメラを安価に
提供することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態による電子カメラに設けら
れた本発明の実施形態による色むら補正装置の構成を示
す機能ブロック図である。

【図２】 レンズ系１０が有する収差により生ずる色む
らを説明するための図である。

【図３】 撮像素子１４の撮像面を複数のブロックに区
分する様子を示す図である。

【図４】 ゲインの近似値を算出する様子を示す図であ
る。

【図５】 Ｘ軸方向及びＹ軸方向を考慮してゲインを補
間する処理を説明する図である。

【図６】 三次元の撮像信号で生ずる色むらを補正する
処理を説明するための図である。

【図７】 三次元画像の色むら補正を行う際に、平面間
の補間処理を説明するための図である。

【符号の説明】

１０ レンズ系（光学系） １４ 撮像素子 ２０ ＣＣＤデータ積算部（積算手段） ２２ オフセットテーブル（第２補正関数記憶手段） ２４ オフセット算出部（オフセット算出手段、第２
補正手段） ２６ オフセット加算部（第２補正手段） ２８ ゲインテーブル（第１補正関数記憶手段） ３０ ゲイン算出部（ゲイン算出手段、第１補正手
段） ３２ ゲイン乗算部（第１補正手段）

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学系を介した光学像を光電変換して撮
   像信号を出力する撮像素子と、 前記光学系の光学特性に応じて生ずる前記撮像信号の色
   むらを補正する第１補正関数を記憶する第１補正関数記
   憶手段と、 前記第１補正関数記憶手段に記憶された第１補正関数に
   基づいて前記撮像信号の色むらを補正する第１補正手段
   とを具備することを特徴とする色むら補正装置。
2. 【請求項２】 前記撮像素子の電気特性に応じて生ずる
   前記撮像信号の色むらを補正する第２補正関数を記憶す
   る第２補正関数記憶手段と、 前記第２補正関数記憶手段に記憶された第２補正関数に
   基づいて前記撮像信号の色むらを補正する第２補正手段
   とを具備することを特徴とする請求項１記載の色むら補
   正装置。
3. 【請求項３】 前記第１補正関数は、前記撮像素子の撮
   像面内に設定された第１の方向の位置及び当該第１の方
   向に直交する第２の方向の位置に応じたゲインを規定す
   る関数であり、 前記第１補正手段は、前記第１補正関数で規定されたゲ
   インを前記撮像信号に乗算することを特徴とする請求項
   １又は請求項２記載の色むら補正装置。
4. 【請求項４】 前記第２補正関数は、前記第１の方向の
   位置及び前記第２の方向の位置に応じたオフセットを規
   定する関数であり、 前記第２補正手段は、前記第２補正関数で規定されたオ
   フセットを前記撮像信号に加算することを特徴とする請
   求項３記載の色むら補正装置。
5. 【請求項５】 前記第１補正関数記憶手段は、前記第１
   補正関数を前記第１の方向の位置及び前記第２の方向の
   位置に応じて離散度が可変する離散値として記憶し、 前記離散値を補間して前記第１補正関数で規定されるゲ
   インの近似値を算出するゲイン算出手段を具備すること
   を特徴とする請求項３又は請求項４記載の色むら補正装
   置。
6. 【請求項６】 前記第２補正関数記憶手段は、前記第２
   補正関数を前記第１の方向の位置及び前記第２の方向の
   位置に応じて離散度が可変する離散値として記憶し、 前記離散値を補間して前記第２補正関数で規定されるオ
   フセットの近似値を算出するオフセット算出手段を具備
   することを特徴とする請求項５記載の色むら補正装置。
7. 【請求項７】 前記離散値の離散度は、前記第１の方向
   及び第２の方向における前記撮像信号の色むらの変化量
   に応じて設定されることを特徴とする請求項５又は請求
   項６記載の色むら補正装置。
8. 【請求項８】 前記撮像素子から出力される撮像信号を
   所定時間積算する積算手段を具備することを特徴とする
   請求項１から請求項７の何れか一項に記載の色むら補正
   装置。
9. 【請求項９】 前記撮像信号は、前記撮像素子の撮像面
   に対して直交する第３の方向の異なる複数の位置におい
   て撮像して得られた撮像信号であり、 前記第１補正関数は、前記第１の方向及び第２の方向並
   びに前記第３の方向の位置に応じたゲインを規定する関
   数であることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の
   色むら補正装置。
10. 【請求項１０】 前記第２補正関数は、前記第１の方向
    及び第２の方向並びに前記第３の方向の位置に応じたオ
    フセットを規定する関数であることを特徴とする請求項
    ９記載の色むら補正装置。
11. 【請求項１１】 前記第１補正関数記憶手段は、前記第
    １補正関数を前記第１の方向の位置及び前記第２の方向
    の位置並びに前記第３の方向の位置に応じて離散度が可
    変する離散値として記憶し、 前記第１補正関数記憶手段に記憶された近接する６点以
    上の離散値を用いて補間処理を行って、前記第１補正関
    数で規定されるゲインの近似値を算出するゲイン算出手
    段を具備することを特徴とする請求項９又は請求項１０
    記載の色むら補正装置。
12. 【請求項１２】 前記第２補正関数記憶手段は、前記第
    ２補正関数を前記第１の方向の位置及び前記第２の方向
    の位置並びに前記第３の方向の位置に応じて離散度が可
    変する離散値として記憶し、 前記第２補正関数記憶手段に記憶された近接する６点以
    上の離散値を用いて補間処理を行って、前記第２補正関
    数で規定されるオフセットの近似値を算出するオフセッ
    ト算出手段を具備することを特徴とする請求項１１記載
    の色むら補正装置。
13. 【請求項１３】 請求項１から請求項１２の何れか一項
    に記載の色むら補正装置と、 前記色むら補正装置で補正された撮像信号を記憶する記
    憶手段とを備えることを特徴とする電子カメラ。