画像記録装置及び画像記録装置の製造装置
【課題】画像記録装置の個体差によって撮影画像が劣化しても、画像処理により劣化した画像を復元することのできる画像記録装置およびその製造装置を提供すること。
【解決手段】画像記録装置１は、画像データを得るイメージセンサ４と、イメージセンサを仮想的に分割した複数の領域のうちの１または２の領域のＰＳＦを示す測定ＰＳＦデータを保持するメモリ６と、撮像レンズの設計値から得られるＰＳＦを示す設計ＰＳＦデータと測定ＰＳＦデータとから、他領域ＰＳＦデータを推測する推測手段７と、測定ＰＳＦデータおよび他領域ＰＳＦデータを用いて画像データを復元する復元手段８と、を備え、測定ＰＳＦデータは、調整用チャートを画像記録装置で撮影した撮影データから得られることを特徴とする。
【解決手段】画像記録装置１は、画像データを得るイメージセンサ４と、イメージセンサを仮想的に分割した複数の領域のうちの１または２の領域のＰＳＦを示す測定ＰＳＦデータを保持するメモリ６と、撮像レンズの設計値から得られるＰＳＦを示す設計ＰＳＦデータと測定ＰＳＦデータとから、他領域ＰＳＦデータを推測する推測手段７と、測定ＰＳＦデータおよび他領域ＰＳＦデータを用いて画像データを復元する復元手段８と、を備え、測定ＰＳＦデータは、調整用チャートを画像記録装置で撮影した撮影データから得られることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像記録装置及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影した被写体の画像を画像データに変換して電子的に保存するデジタルカメラ等に用いられる画像記録装置としてのカメラモジュールが知られている。このような画像記録装置で撮影された画像は、主に光学収差により、濃度ひずみ・幾何ひずみ・ボケなどが発生して画質が劣化する。劣化した画像から不要な情報を抑制し、有用な情報を取り出すために、一般的にはエッジ強調フィルタ処理が行われる。さらに、精度の高い情報を得るための技術として画像復元処理技術がある。画像復元技術には、様々な種類があるが、例えば、光学伝達関数であるＰＳＦ（Point Spread Function）を用いた復元処理が特許文献１に提示されている。
【０００３】
しかしながら、画像記録装置に用いられるレンズの設計値に対するＰＳＦを計算することはできるが、レンズ製造誤差や、画像記録装置の組み立て誤差に依存する光学ひずみについては復元をすることが難しいという問題があった。なお、本願において、レンズ製造誤差や、画像組み立て装置の組み立て誤差によって生じる画像記録装置ごとの差を個体差という。
【０００４】
従来は、画像記録装置によって得られる画像データの品質を高めるために、レンズの製造や画像記録装置の組み立てに高い精度を要求していた。これにより、部品コスト・組み立てコストが高くなるという問題があった。また、レンズの製造や画像記録装置の組み立てに高い精度を要求した場合、歩留まりの低下を招くことでもコスト増加の要因となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８３８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、画像記録装置の個体差によって撮影画像が劣化しても、画像処理により劣化した画像を復元することのできる画像記録装置およびその製造装置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】
【０００７】
本願発明の一態様によれば、撮影された画像データを記録するための画像記録装置であって、被写体からの光を取り込む撮像レンズと、撮像レンズが取り込んだ光を信号電荷に変換し、画像データを得るイメージセンサと、イメージセンサを仮想的に分割した複数の領域のうちの１または２の領域のＰＳＦを示す測定ＰＳＦデータを保持するメモリと、撮像レンズの設計値から得られるＰＳＦを示す設計ＰＳＦデータと測定ＰＳＦデータとから、複数の領域の一部である１または２以上の領域とは異なる他の領域のＰＳＦを示す他領域ＰＳＦデータを推測する推測手段と、測定ＰＳＦデータおよび他領域ＰＳＦデータを用いて画像データを復元する復元手段と、を備え、測定ＰＳＦデータは、イメージセンサを仮想的に複数の領域に分割する調整用チャートを画像記録装置で撮影した撮影データから得られることを特徴とする画像記録装置が提供される。
【０００８】
また、本願発明の一態様によれば、画像記録装置にこの画像記録装置が備えるイメージセンサを仮想的に複数の領域に分割する調整用チャートを撮影させる撮影手段と、画像記録装置が撮影した調整用チャートの撮影データと、画像記録装置が備える撮像レンズの設計値とに基づいて複数の領域から１または２の領域を選択する選択手段と、１または２の領域のＰＳＦを示す測定ＰＳＦデータを画像記録装置が備えるメモリに入力して保持させる入力手段と、を備え、測定ＰＳＦデータは、撮影データから得られることを特徴とする画像記録装置の製造装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、画像記録装置で撮影した調整用チャートの撮影データから得られる測定ＰＳＦデータを用いて画像データを復元するので、画像記録装置ごとの個体差によって画像データの劣化の程度が異なる場合であっても、個体差に応じた復元をすることができるという効果を奏する。これにより、レンズの製造や画像記録装置の組み立てに要求される精度を抑えることができ、歩留まりの向上や製造コストの抑制を図ることができる。また、メモリには、イメージセンサの複数の領域の一部である１または２以上の領域のＰＳＦを示す測定ＰＳＦデータを保持させるので、複数の領域すべてのＰＳＦデータを保持させる場合に比べて、メモリの容量が小さくて済み、部品コストの抑制を図ることができる。
【００１０】
また、本発明によれば、調整用チャートの撮影データと、画像記録装置が備える撮像レンズの設計値とに基づいて、複数の領域から１または２の領域を選択するので、例えば、画像データの復元処理に適した測定ＰＳＦデータとなる領域を１または２の領域として選択することができる。画像記録装置ごとに、画像データの復元処理の効果が高くなるように１または２の領域を選択すれば、画像データの復元処理について、画像記録装置ごとのばらつきを抑えることができる。これにより、画像記録装置の歩留まりを向上させて、製造コストを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像記録装置としてのカメラモジュールおよびその製造装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
まず、カメラモジュール１の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るカメラモジュール１の概略構成を示すブロック図である。撮像レンズ２は、被写体からの光を取り込む。イメージセンサ４は、被写体からの光を信号電荷に変換し、画像データを得る。ＰＳＦメモリ（メモリ）６は、得られた画像データを復元するためのＰＳＦデータを保持する。ＰＳＦメモリ６に保持されるＰＳＦデータは、測定ＰＳＦデータと設計ＰＳＦデータを有して構成される。なお、設計ＰＳＦデータとは、撮像レンズ２の設計値から得られるＰＳＦを示すＰＳＦデータである。測定ＰＳＦデータとは、カメラモジュール１で後述する調整用チャートを撮影した撮影データから得られるＰＳＦを示すＰＳＦデータである。
【００１３】
ＰＳＦ推測部（推測手段）７は、ＰＳＦメモリ６に保持された測定ＰＳＦデータと設計ＰＳＦデータとから、他のＰＳＦデータ（他領域ＰＳＦデータ）を推測する。画像補正部（復元手段）８は、ＰＳＦデータを用いた画像データの復元処理等の補正を行う。画像メモリ１０は、補正された画像データを記録保持する。なお、ＰＳＦメモリ６にＰＳＦデータを保持させる工程、画像補正部８による画像の補正の工程、ＰＳＦ推測部７による他領域ＰＳＦデータの推測の工程については、後に詳説する。
【００１４】
次に、カメラモジュール１の製造装置２０の構成について説明する。図２は、カメラモジュール１の製造装置２０の概略構成を示すブロック図である。製造装置２０は、載置部２２、調整用チャート２４、制御部２６を有して構成されている。載置部２２は、カメラモジュール１を載置して、製造装置２０におけるカメラモジュール１の位置決めを行う。なお、載置部２２には、撮像レンズ２やイメージセンサ４が組み立てられた状態のカメラモジュール１が載置される。カメラモジュール１には、製造装置２０の載置部２２に載置されるときに組み立て誤差等の個体差が生じている。
【００１５】
調整用チャート２４は、ＰＳＦメモリ６に保持される測定ＰＳＦデータを得るために、カメラモジュール１に撮影させるものである。調整用チャート２４は、カメラモジュール１に撮影された場合に、イメージセンサ４の全面を３行３列の９領域（領域Ｑ１〜Ｑ９）に仮想的に分割するもので、撮影データからＰＳＦデータが得られるような複数の点像からなる点像チャートとする。なお、載置部２２と調整用チャート２４との位置関係は、載置部２２に載置されたカメラモジュール１が調整用チャート２４を撮影するのに適した位置関係となるように設定されている。
【００１６】
制御部２６は、載置部２２に載置されたカメラモジュール１を制御する。具体的には、載置部２２に載置されたカメラモジュール１に調整用チャート２４を撮影させる。制御部２６は、カメラモジュール１に調整用チャートを撮影させるチャート撮影手段として機能する。
【００１７】
次に、カメラモジュール１が備えるＰＳＦメモリ６にＰＳＦデータを保持させる工程を説明する。図３は、カメラモジュール１の製造工程、撮影した画像データの補正の工程、および他領域ＰＳＦデータの推定の工程のフローを示す図である。まず、制御部２６が載置部２２に載置されたカメラモジュール１に調整用チャート２４を撮影させる（ステップＳ１）。これにより、３行３列に分割された９領域について、撮像レンズ２の製造誤差やカメラモジュール１の組み立て誤差を含めたＰＳＦデータを取得できたことになる（ステップＳ２）。ここで、制御部２６は、取得したＰＳＦデータのうち、領域Ｑ１から得たＰＳＦデータと、領域Ｑ５から得たＰＳＦデータを、測定ＰＳＦデータとしてＰＳＦメモリ６に入力して保持させる（ステップＳ３）。
【００１８】
すなわち、ＰＳＦメモリ６は、イメージセンサ４の中心部と周辺部の２の領域のＰＳＦデータを測定ＰＳＦデータとして保持する。なお、領域Ｑ１から得られたＰＳＦデータを測定ＰＳＦデータｐ１とし、領域Ｑ５から得られたＰＳＦデータを測定ＰＳＦデータｐ５とする。これにより、ＰＳＦメモリ６にアクセスすればいつでも測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５を読み出して使用できるようになる。なお、すでに組み立てられたカメラモジュール１、すなわち個体差の発生しているカメラモジュール１で調整用チャートを撮影して測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５を得ている。したがって、この測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５は、カメラモジュール１の個体差を反映したものとなる。
【００１９】
次に、カメラモジュール１で撮影した画像データの補正を行う工程を説明する。まず、カメラモジュール１で被写体を撮影する（ステップＳ１１）。これにより、被写体の画像データとしてＲＡＷイメージが得られる。画像補正部８は、ＲＡＷイメージに対してノイズリダクションを行う（ステップＳ１２）。次に、画像補正部８は、ＲＡＷイメージに対して復元処理を行う。ここで、図４は、仮想的に分割されたイメージセンサ４を説明するための図である。イメージセンサ４は、仮想的に９領域（Ｔ１〜Ｔ９）に分割される。画像補正部８は、領域Ｔ１から得られるＲＡＷイメージには、測定ＰＳＦデータｐ１を用いて復元処理を行う。領域Ｔ５から得られるＲＡＷイメージには、測定ＰＳＦデータｐ５を用いて復元処理を行う。領域Ｔ１，Ｔ５と異なる他の領域に対しては、ＰＳＦ推測手段７によって推測された他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９を用いて復元処理を行う（ステップＳ１３）。ここで、他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９とは、領域Ｔ２〜Ｔ４，Ｔ６〜Ｔ９におけるＰＳＦデータであって、ＰＳＦ推測部７によって推測されるものである。なお、ＰＳＦ推測手段７による他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９の推測については、後に詳説する。そして、補正された画像データが画像メモリ１０に保持される（ステップＳ１４）。
【００２０】
次に、ＰＳＦ推測部７が他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９を推測する工程を説明する。ＰＳＦ推測部７は、測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５と設計ＰＳＦデータとから他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９を推測する。まず、ＰＳＦ推測部７は、測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５から３次収差である球面収差・コマ収差・非点収差等の基本収差量や焦点ずれ量などの大きさを得る。ここで、球面収差・コマ収差・非点収差は方向性を持っているため、それらは独立成分として考える。図５に示すように、それぞれの収差成分Ａ３〜Ａ８が得られる（ステップＳ２１）。
【００２１】
ＰＳＦ補正部７は、設計ＰＳＦデータからも同様に、３次収差である球面収差・コマ収差・非点収差等の基本収差量や焦点ずれ量などの大きさを得る。これらの独立成分を収差成分Ｄ３〜Ｄ８とする（ステップＳ２２）。撮像レンズ２の製造誤差や、カメラモジュール１の組み立て誤差がなければ、Ａ（ｉ）とＤ（ｉ）は一致する。しかし、一般的に製造誤差や組み立て誤差をなくすことは困難であるため、カメラモジュール１ではＡ（ｉ）とＤ（ｉ）とは異なる。
【００２２】
そこで、ＰＳＦ推測部７は、収差成分Ａ３〜Ａ８と収差成分Ｄ３〜Ｄ８に対して最小自乗法を用いて多項式近似を行う（ステップＳ２３）。ＰＳＦ推測部７は、修正された係数を元に、近似多項式を用いて領域Ｔ２〜Ｔ４，Ｔ６〜Ｔ９におけるＰＳＦデータ、すなわち、他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９を算出する（ステップＳ２４）。このように、ＰＳＦ推測部７は、測定値と設計値とから収差成分の変化率を求め、その変化率に基づいてイメージセンサ４の全面におけるＰＳＦデータを推測するのである。なお、この他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９を用いてステップＳ１３における画像復元処理が行われる。
【００２３】
復元効果は、画像復元アルゴリズムに依存するが、例えばRichardson-Lucy法による画像復元方法を用いればよい。これにより、光学歪やボケの少ない現像に近い画像を得ることができる。また、撮像レンズ２の製造誤差がある場合でも、本第１の実施の形態で説明した復元処理により、現像に近い画像を得ることができるので、撮像レンズ２に要求される製造精度を抑えて、製造コストの抑制を図ることができる。
【００２４】
また、ＰＳＦメモリ６には、測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５と設計ＰＳＦデータを保持させるだけでよいので、イメージセンサ４の全面におけるＰＳＦデータすべてを保持させる場合に比べて、ＰＳＦメモリ６の容量が小さくて済み、部品コストの抑制を図ることができる。
【００２５】
なお、調整用チャート２４を複数の点像からなる点像チャートとしたが、これに限られず、それぞれの領域Ｑ１〜Ｑ９における撮影データがＰＳＦデータとして用いることができるものや、ＰＳＦデータと非常に相関の強いイメージになるものであればよい。
【００２６】
また、調整用チャート２４の中心部である領域Ｑ５から得られるＰＳＦデータと、周辺部である領域Ｑ１から得られるＰＳＦデータを測定ＰＳＦデータとしたが、これに限られず、任意の２箇所を選択してもよい。
【００２７】
また、調整用チャート２４を３行３列の９領域に分割したが、Ｍ，Ｎを整数としてＭ行Ｎ列のＭ×Ｎ領域に分割してもよい。Ｍ×Ｎが大きいほど、復元処理の精度を高めることができる。
【００２８】
また、分割の方向は、縦横の行列状に限られず、例えば曲座標であってもよい。また、分割数は分割方向に依存するものではなく、任意の２点であってもよい。また、ＰＳＦデータは、イメージデータに限られない。例えば、別途のＲＯＭにＰＳＦイメージテーブルを持ち、そのＰＳＦイメージデータとの差分データや、比率係数をＰＳＦメモリ６に保持させてもよい。差分データや比率係数が、イメージデータに比べて小さな容量であれば、カメラモジュール１が備えるＰＳＦメモリ６の容量を小さなものとすることができる。また、ＰＳＦデータとして、予め算出した収差成分を保持させるものであってもよい。
【００２９】
また、ＰＳＦデータは、カメラモジュール１内のＰＳＦメモリ６ではなく、外部メモリに保持されるように構成してもよい。また、画像復元のアルゴリズムは、Richardson-Lucy法と異なるアルゴリズムを用いてもよい。また、ＰＳＦデータの推測方法は、必ずしも最小自乗法に限定するものではない。
【００３０】
次に、第１の実施の形態の変形例について説明する。本変形例では、ＰＳＦ推測部７が、他領域ＰＳＦデータを推測する際に、イメージセンサ４の領域Ｔ１〜Ｔ９をさらに細分化して、イメージセンサ４の全面を８１行×８１列の６５６１領域に分割する。図６は、領域Ｔ１および領域Ｔ５を拡大した図である。このように、ＰＳＦ推測部７は、領域Ｔ１〜Ｔ９を１７行×１７列の２８９領域に分割する。この場合、測定ＰＳＦデータｐ１は、領域ｔ１におけるＰＳＦデータとなり、測定ＰＳＦデータｐ５は、領域ｔ５におけるＰＳＦデータとなる。
【００３１】
すなわち、ＰＳＦ推測部７は、領域Ｔ１内における領域ｔ１以外の領域ごと、および、領域Ｔ５内における領域ｔ５以外の領域ごとにおけるＰＳＦデータを他領域ＰＳＦデータとして推測する。もちろん、領域Ｔ２〜Ｔ４，Ｔ６〜Ｔ９の細分化された各領域におけるＰＳＦデータも他領域ＰＳＦデータとして推測する。なお、他領域ＰＳＦデータを推測する手法は、第１の実施の形態で説明したものと同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００３２】
一般に、同じ領域Ｔ１内であっても、その場所ごとにＰＳＦは異なる。第１の実施の形態では、領域Ｔ１を代表するＰＳＦデータとして測定ＰＳＦデータｐ１を採用し、領域Ｔ１の全域に測定ＰＳＦデータｐ１を適用して画像データを復元している。これに対し、本変形例では、領域Ｔ１をさらに細分化して、その細分化された領域ごとにＰＳＦデータを推測し、他領域ＰＳＦデータを得る。この他領域ＰＳＦデータを用いて復元処理を行っているので、その場所に応じたＰＳＦデータを用いて復元処理を行うことができ、より精度のよい復元処理を実現することができる。なお、本変形例では８１行×８１列の６５６１領域に分割したが、Ｉ，Ｊを整数としてＩ行Ｊ列のＩ×Ｊ領域に分割してもよい。Ｉ×Ｊが大きいほど、復元処理の精度を高めることができる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図面を用いて説明する。実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。第２の実施の形態では、ＰＳＦ推測部７が、測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５と設計ＰＳＦデータに対して、フーリエ変換をすることで３次収差である球面収差・コマ収差・非点収差などの基本収差量や焦点ずれ量などの波面収差量を得る。
【００３４】
球面収差・コマ収差・非点収差は方向性を持っているため、それらは独立成分として考える。第１の実施の形態と同様に、それぞれの収差成分をＡ３〜Ａ８，Ｄ３〜Ｄ８とする。ＰＳＦ推測部７は、収差成分Ａ３〜Ａ８と収差成分Ｄ３〜Ｄ８に対して最小自乗法を用いて多項式近似を行う。ＰＳＦ推測部７は、修正された係数を元に近似多項式を用いて波面収差量を算出する。ＰＳＦ推測部７は、算出された波面収差量に対して逆フーリエ変換を行うことで他領域ＰＳＦデータを算出する。ここで、ＰＳＦ推測部７は、他領域ＰＳＦデータとして、イメージセンサ４を９領域に分割した領域のうち領域Ｔ２〜Ｔ４，Ｔ６〜Ｔ９におけるＰＳＦデータを算出してもよいし、第１の実施の形態の変形例のように、領域Ｔ１〜Ｔ９をさらに細分化して、その細分化された領域ごとにおけるＰＳＦデータを算出してもよい。また、画像データの復元処理は、第１の実施の形態と同様に、測定ＰＳＦデータと他領域ＰＳＦデータを用いて行えばよい。
【００３５】
第２の実施の形態では、収差成分を求めるために、測定ＰＳＦデータおよび設計ＰＳＦデータをフーリエ変換しているので、各収差成分Ａ３〜Ａ８，Ｄ３〜Ｄ８を完全な独立成分として取り扱うことが可能となり、他領域ＰＳＦデータの推測精度を高めることができる。これにより、より一層精度のよい復元処理を実現することができる。
【００３６】
次に、第２の実施の形態の変形例について説明する。本変形例では、ＰＳＦメモリ６には、イメージセンサ４の中央部である領域Ｔ５における測定ＰＳＦデータｐ５および設計ＰＳＦデータが保持され、周辺部である領域Ｔ１におけるＰＳＦデータは保持されない。
【００３７】
ＰＳＦ推測部７は、測定ＰＳＦデータｐ５と設計ＰＳＦデータに対して、フーリエ変換をすることで３次収差である球面収差・コマ収差・非点収差などの基本収差量や焦点ずれ量などの波面収差量を得る。球面収差・コマ収差・非点収差は方向性を持っているため、それらは独立成分として考える。第１の実施の形態と同様に、それぞれの収差成分をＡ３〜Ａ８，Ｄ３〜Ｄ８とする。ＰＳＦ推測部７は、収差成分Ａ３〜Ａ８と収差成分Ｄ３〜Ｄ８に対して最小自乗法を用いて多項式近似を行う。ＰＳＦ推測部７は、修正された係数を元に近似多項式を用いて波面収差量を算出する。ＰＳＦ推測部７は、算出された波面収差量に対して逆フーリエ変換を行うことで他領域ＰＳＦデータを算出する。ここで、ＰＳＦ推測部７は、他領域ＰＳＦデータとして、イメージセンサを９領域に分割した領域のうちＴ２〜Ｔ４，Ｔ６〜Ｔ９におけるＰＳＦデータを算出してもよいし、第１の実施の形態の変形例のように、領域Ｔ１〜Ｔ９をさらに細分化して、その細分化された領域ごとにおけるＰＳＦデータを算出してもよい。また、画像データの復元処理は、第１の実施の形態と同様に、測定ＰＳＦデータと他領域ＰＳＦデータを用いて行われる。
【００３８】
本変形例でも、収差成分を求めるために、測定ＰＳＦデータおよび設計ＰＳＦデータをフーリエ変換しているので、各収差成分Ａ３〜Ａ８，Ｄ３〜Ｄ８を完全な独立成分として取り扱うことが可能となり、他領域ＰＳＦデータの推測精度を高めることができる。これにより、より一層精度のよい復元処理を実現することができる。なお、フーリエ変換を行わずに他領域ＰＳＦデータを推測しても構わない。
【００３９】
また、ＰＳＦメモリ６に保持されるのが、１の測定ＰＳＦデータｐ５と設計ＰＳＦデータであるので、２の測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５を保持させる場合に比べて、ＰＳＦメモリ６の容量が小さくて済み、より一層の部品コストの抑制を図ることができる。
【００４０】
なお、ＰＳＦメモリに保持させるのは、イメージセンサ４の中央部である領域Ｔ５における測定ＰＳＦデータｐ５に限られず、周辺部である領域Ｔ１〜Ｔ４，Ｔ６〜Ｔ９から選択した１の領域におけるＰＳＦデータであってもよい。
【００４１】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について図面を用いて説明する。上記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。第３の実施の形態では、製造装置２０の制御部２６が、カメラモジュール１が撮影した調整用チャート２４の撮影データと、撮像レンズ２の設計値とに基づいて、仮想的に分割されたイメージセンサ４の複数の領域から１の領域を選択する選択手段として機能する。また、制御部２６は、選択した領域におけるＰＳＦデータを測定ＰＳＦデータとして、ＰＳＦメモリ６に入力して保持させる入力手段として機能する。
【００４２】
図７は、第３の実施の形態において、１の領域が選択され、その測定ＰＳＦデータが保持される工程のフローを示す図である。まず、制御部２６が載置部２２に載置されたカメラモジュール１に調整用チャート２４を撮影させる（ステップＳ３１）。これにより、３行３列に分割された９領域について、撮像レンズ２の製造誤差やカメラモジュール１の組み立て誤差を含めたＰＳＦデータを取得できたことになる（ステップＳ３２）。ここで、制御部２６は、取得したＰＳＦデータおよび設計ＰＳＦデータにフーリエ変換を行い、イメージセンサ４の領域Ｔ１〜Ｔ９ごとの収差成分Ａ３〜Ａ８，Ｄ３〜Ｄ８を得る（ステップＳ３３）。次に、制御部２６は、イメージセンサ４の領域Ｔ１〜Ｔ９ごとに収差成分Ａ３〜Ａ８と収差成分Ｄ３〜Ｄ８の変化率を算出し、変化率の最も大きい領域を１の領域として選択する（ステップＳ３４）。制御部２６は、１の領域として選択された領域におけるＰＳＦデータを、測定ＰＳＦデータとしてＰＳＦメモリ６に入力して保持させる（ステップＳ３５）。
【００４３】
なお、ＰＳＦメモリに保持された測定ＰＳＦデータと設計ＰＳＦデータを用いた、他領域ＰＳＦデータの推測および画像データの復元処理の工程は、上記実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００４４】
このように、設計値と測定値の変化率が最も大きい領域を１の領域として選択することで、ＰＳＦ推測部７によって推測される他領域ＰＳＦデータの精度を高めることができる。また、カメラモジュール１ごとに変化率を算出し、１の領域を選択するので、そのカメラモジュール１の他領域ＰＳＦデータを推測するのに適した領域を１の領域とすることができる。これにより、カメラモジュール１による画像データの復元処理の精度のばらつきを抑えることができ、品質にばらつきの少ないカメラモジュール１を提供することができる。また、品質のばらつきが少なくなることで、より一層の歩留まりの向上を図ることができる。なお、第３の実施の形態では、１の領域を選択したが、２またはそれ以上の領域を選択して、その領域のＰＳＦデータを測定ＰＳＦデータとして保持させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施の形態に係るカメラモジュールの概略構成を示すブロック図。
【図２】カメラモジュールの製造装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】カメラモジュールの製造工程および撮影した画像データの復元処理の工程のフローを示す図。
【図４】仮想的に分割されたイメージセンサを説明するための図。
【図５】仮想的に分割されたイメージセンサの領域における収差成分を説明する図。
【図６】領域Ｔ１および領域Ｔ５を拡大した図。
【図７】第３の実施の形態において、１の領域が選択され、その測定ＰＳＦデータが保持される工程のフローを示す図。
【符号の説明】
【００４６】
Ｑ１〜Ｑ９，Ｔ１〜Ｔ９ 領域、１ カメラモジュール（画像記録装置）、２ 撮像レンズ、４ イメージセンサ、６ ＰＳＦメモリ（メモリ）、７ ＰＳＦ推測部（推測手段）、８ 画像補正部（復元手段）、１０ 画像メモリ、２０ 製造装置、２２ 載置部、２４ 調整用チャート、２６ 制御部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像記録装置及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影した被写体の画像を画像データに変換して電子的に保存するデジタルカメラ等に用いられる画像記録装置としてのカメラモジュールが知られている。このような画像記録装置で撮影された画像は、主に光学収差により、濃度ひずみ・幾何ひずみ・ボケなどが発生して画質が劣化する。劣化した画像から不要な情報を抑制し、有用な情報を取り出すために、一般的にはエッジ強調フィルタ処理が行われる。さらに、精度の高い情報を得るための技術として画像復元処理技術がある。画像復元技術には、様々な種類があるが、例えば、光学伝達関数であるＰＳＦ（Point Spread Function）を用いた復元処理が特許文献１に提示されている。
【０００３】
しかしながら、画像記録装置に用いられるレンズの設計値に対するＰＳＦを計算することはできるが、レンズ製造誤差や、画像記録装置の組み立て誤差に依存する光学ひずみについては復元をすることが難しいという問題があった。なお、本願において、レンズ製造誤差や、画像組み立て装置の組み立て誤差によって生じる画像記録装置ごとの差を個体差という。
【０００４】
従来は、画像記録装置によって得られる画像データの品質を高めるために、レンズの製造や画像記録装置の組み立てに高い精度を要求していた。これにより、部品コスト・組み立てコストが高くなるという問題があった。また、レンズの製造や画像記録装置の組み立てに高い精度を要求した場合、歩留まりの低下を招くことでもコスト増加の要因となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８３８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、画像記録装置の個体差によって撮影画像が劣化しても、画像処理により劣化した画像を復元することのできる画像記録装置およびその製造装置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】
【０００７】
本願発明の一態様によれば、撮影された画像データを記録するための画像記録装置であって、被写体からの光を取り込む撮像レンズと、撮像レンズが取り込んだ光を信号電荷に変換し、画像データを得るイメージセンサと、イメージセンサを仮想的に分割した複数の領域のうちの１または２の領域のＰＳＦを示す測定ＰＳＦデータを保持するメモリと、撮像レンズの設計値から得られるＰＳＦを示す設計ＰＳＦデータと測定ＰＳＦデータとから、複数の領域の一部である１または２以上の領域とは異なる他の領域のＰＳＦを示す他領域ＰＳＦデータを推測する推測手段と、測定ＰＳＦデータおよび他領域ＰＳＦデータを用いて画像データを復元する復元手段と、を備え、測定ＰＳＦデータは、イメージセンサを仮想的に複数の領域に分割する調整用チャートを画像記録装置で撮影した撮影データから得られることを特徴とする画像記録装置が提供される。
【０００８】
また、本願発明の一態様によれば、画像記録装置にこの画像記録装置が備えるイメージセンサを仮想的に複数の領域に分割する調整用チャートを撮影させる撮影手段と、画像記録装置が撮影した調整用チャートの撮影データと、画像記録装置が備える撮像レンズの設計値とに基づいて複数の領域から１または２の領域を選択する選択手段と、１または２の領域のＰＳＦを示す測定ＰＳＦデータを画像記録装置が備えるメモリに入力して保持させる入力手段と、を備え、測定ＰＳＦデータは、撮影データから得られることを特徴とする画像記録装置の製造装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、画像記録装置で撮影した調整用チャートの撮影データから得られる測定ＰＳＦデータを用いて画像データを復元するので、画像記録装置ごとの個体差によって画像データの劣化の程度が異なる場合であっても、個体差に応じた復元をすることができるという効果を奏する。これにより、レンズの製造や画像記録装置の組み立てに要求される精度を抑えることができ、歩留まりの向上や製造コストの抑制を図ることができる。また、メモリには、イメージセンサの複数の領域の一部である１または２以上の領域のＰＳＦを示す測定ＰＳＦデータを保持させるので、複数の領域すべてのＰＳＦデータを保持させる場合に比べて、メモリの容量が小さくて済み、部品コストの抑制を図ることができる。
【００１０】
また、本発明によれば、調整用チャートの撮影データと、画像記録装置が備える撮像レンズの設計値とに基づいて、複数の領域から１または２の領域を選択するので、例えば、画像データの復元処理に適した測定ＰＳＦデータとなる領域を１または２の領域として選択することができる。画像記録装置ごとに、画像データの復元処理の効果が高くなるように１または２の領域を選択すれば、画像データの復元処理について、画像記録装置ごとのばらつきを抑えることができる。これにより、画像記録装置の歩留まりを向上させて、製造コストを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像記録装置としてのカメラモジュールおよびその製造装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
まず、カメラモジュール１の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るカメラモジュール１の概略構成を示すブロック図である。撮像レンズ２は、被写体からの光を取り込む。イメージセンサ４は、被写体からの光を信号電荷に変換し、画像データを得る。ＰＳＦメモリ（メモリ）６は、得られた画像データを復元するためのＰＳＦデータを保持する。ＰＳＦメモリ６に保持されるＰＳＦデータは、測定ＰＳＦデータと設計ＰＳＦデータを有して構成される。なお、設計ＰＳＦデータとは、撮像レンズ２の設計値から得られるＰＳＦを示すＰＳＦデータである。測定ＰＳＦデータとは、カメラモジュール１で後述する調整用チャートを撮影した撮影データから得られるＰＳＦを示すＰＳＦデータである。
【００１３】
ＰＳＦ推測部（推測手段）７は、ＰＳＦメモリ６に保持された測定ＰＳＦデータと設計ＰＳＦデータとから、他のＰＳＦデータ（他領域ＰＳＦデータ）を推測する。画像補正部（復元手段）８は、ＰＳＦデータを用いた画像データの復元処理等の補正を行う。画像メモリ１０は、補正された画像データを記録保持する。なお、ＰＳＦメモリ６にＰＳＦデータを保持させる工程、画像補正部８による画像の補正の工程、ＰＳＦ推測部７による他領域ＰＳＦデータの推測の工程については、後に詳説する。
【００１４】
次に、カメラモジュール１の製造装置２０の構成について説明する。図２は、カメラモジュール１の製造装置２０の概略構成を示すブロック図である。製造装置２０は、載置部２２、調整用チャート２４、制御部２６を有して構成されている。載置部２２は、カメラモジュール１を載置して、製造装置２０におけるカメラモジュール１の位置決めを行う。なお、載置部２２には、撮像レンズ２やイメージセンサ４が組み立てられた状態のカメラモジュール１が載置される。カメラモジュール１には、製造装置２０の載置部２２に載置されるときに組み立て誤差等の個体差が生じている。
【００１５】
調整用チャート２４は、ＰＳＦメモリ６に保持される測定ＰＳＦデータを得るために、カメラモジュール１に撮影させるものである。調整用チャート２４は、カメラモジュール１に撮影された場合に、イメージセンサ４の全面を３行３列の９領域（領域Ｑ１〜Ｑ９）に仮想的に分割するもので、撮影データからＰＳＦデータが得られるような複数の点像からなる点像チャートとする。なお、載置部２２と調整用チャート２４との位置関係は、載置部２２に載置されたカメラモジュール１が調整用チャート２４を撮影するのに適した位置関係となるように設定されている。
【００１６】
制御部２６は、載置部２２に載置されたカメラモジュール１を制御する。具体的には、載置部２２に載置されたカメラモジュール１に調整用チャート２４を撮影させる。制御部２６は、カメラモジュール１に調整用チャートを撮影させるチャート撮影手段として機能する。
【００１７】
次に、カメラモジュール１が備えるＰＳＦメモリ６にＰＳＦデータを保持させる工程を説明する。図３は、カメラモジュール１の製造工程、撮影した画像データの補正の工程、および他領域ＰＳＦデータの推定の工程のフローを示す図である。まず、制御部２６が載置部２２に載置されたカメラモジュール１に調整用チャート２４を撮影させる（ステップＳ１）。これにより、３行３列に分割された９領域について、撮像レンズ２の製造誤差やカメラモジュール１の組み立て誤差を含めたＰＳＦデータを取得できたことになる（ステップＳ２）。ここで、制御部２６は、取得したＰＳＦデータのうち、領域Ｑ１から得たＰＳＦデータと、領域Ｑ５から得たＰＳＦデータを、測定ＰＳＦデータとしてＰＳＦメモリ６に入力して保持させる（ステップＳ３）。
【００１８】
すなわち、ＰＳＦメモリ６は、イメージセンサ４の中心部と周辺部の２の領域のＰＳＦデータを測定ＰＳＦデータとして保持する。なお、領域Ｑ１から得られたＰＳＦデータを測定ＰＳＦデータｐ１とし、領域Ｑ５から得られたＰＳＦデータを測定ＰＳＦデータｐ５とする。これにより、ＰＳＦメモリ６にアクセスすればいつでも測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５を読み出して使用できるようになる。なお、すでに組み立てられたカメラモジュール１、すなわち個体差の発生しているカメラモジュール１で調整用チャートを撮影して測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５を得ている。したがって、この測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５は、カメラモジュール１の個体差を反映したものとなる。
【００１９】
次に、カメラモジュール１で撮影した画像データの補正を行う工程を説明する。まず、カメラモジュール１で被写体を撮影する（ステップＳ１１）。これにより、被写体の画像データとしてＲＡＷイメージが得られる。画像補正部８は、ＲＡＷイメージに対してノイズリダクションを行う（ステップＳ１２）。次に、画像補正部８は、ＲＡＷイメージに対して復元処理を行う。ここで、図４は、仮想的に分割されたイメージセンサ４を説明するための図である。イメージセンサ４は、仮想的に９領域（Ｔ１〜Ｔ９）に分割される。画像補正部８は、領域Ｔ１から得られるＲＡＷイメージには、測定ＰＳＦデータｐ１を用いて復元処理を行う。領域Ｔ５から得られるＲＡＷイメージには、測定ＰＳＦデータｐ５を用いて復元処理を行う。領域Ｔ１，Ｔ５と異なる他の領域に対しては、ＰＳＦ推測手段７によって推測された他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９を用いて復元処理を行う（ステップＳ１３）。ここで、他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９とは、領域Ｔ２〜Ｔ４，Ｔ６〜Ｔ９におけるＰＳＦデータであって、ＰＳＦ推測部７によって推測されるものである。なお、ＰＳＦ推測手段７による他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９の推測については、後に詳説する。そして、補正された画像データが画像メモリ１０に保持される（ステップＳ１４）。
【００２０】
次に、ＰＳＦ推測部７が他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９を推測する工程を説明する。ＰＳＦ推測部７は、測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５と設計ＰＳＦデータとから他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９を推測する。まず、ＰＳＦ推測部７は、測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５から３次収差である球面収差・コマ収差・非点収差等の基本収差量や焦点ずれ量などの大きさを得る。ここで、球面収差・コマ収差・非点収差は方向性を持っているため、それらは独立成分として考える。図５に示すように、それぞれの収差成分Ａ３〜Ａ８が得られる（ステップＳ２１）。
【００２１】
ＰＳＦ補正部７は、設計ＰＳＦデータからも同様に、３次収差である球面収差・コマ収差・非点収差等の基本収差量や焦点ずれ量などの大きさを得る。これらの独立成分を収差成分Ｄ３〜Ｄ８とする（ステップＳ２２）。撮像レンズ２の製造誤差や、カメラモジュール１の組み立て誤差がなければ、Ａ（ｉ）とＤ（ｉ）は一致する。しかし、一般的に製造誤差や組み立て誤差をなくすことは困難であるため、カメラモジュール１ではＡ（ｉ）とＤ（ｉ）とは異なる。
【００２２】
そこで、ＰＳＦ推測部７は、収差成分Ａ３〜Ａ８と収差成分Ｄ３〜Ｄ８に対して最小自乗法を用いて多項式近似を行う（ステップＳ２３）。ＰＳＦ推測部７は、修正された係数を元に、近似多項式を用いて領域Ｔ２〜Ｔ４，Ｔ６〜Ｔ９におけるＰＳＦデータ、すなわち、他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９を算出する（ステップＳ２４）。このように、ＰＳＦ推測部７は、測定値と設計値とから収差成分の変化率を求め、その変化率に基づいてイメージセンサ４の全面におけるＰＳＦデータを推測するのである。なお、この他領域ＰＳＦデータｐ２〜ｐ４，ｐ６〜ｐ９を用いてステップＳ１３における画像復元処理が行われる。
【００２３】
復元効果は、画像復元アルゴリズムに依存するが、例えばRichardson-Lucy法による画像復元方法を用いればよい。これにより、光学歪やボケの少ない現像に近い画像を得ることができる。また、撮像レンズ２の製造誤差がある場合でも、本第１の実施の形態で説明した復元処理により、現像に近い画像を得ることができるので、撮像レンズ２に要求される製造精度を抑えて、製造コストの抑制を図ることができる。
【００２４】
また、ＰＳＦメモリ６には、測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５と設計ＰＳＦデータを保持させるだけでよいので、イメージセンサ４の全面におけるＰＳＦデータすべてを保持させる場合に比べて、ＰＳＦメモリ６の容量が小さくて済み、部品コストの抑制を図ることができる。
【００２５】
なお、調整用チャート２４を複数の点像からなる点像チャートとしたが、これに限られず、それぞれの領域Ｑ１〜Ｑ９における撮影データがＰＳＦデータとして用いることができるものや、ＰＳＦデータと非常に相関の強いイメージになるものであればよい。
【００２６】
また、調整用チャート２４の中心部である領域Ｑ５から得られるＰＳＦデータと、周辺部である領域Ｑ１から得られるＰＳＦデータを測定ＰＳＦデータとしたが、これに限られず、任意の２箇所を選択してもよい。
【００２７】
また、調整用チャート２４を３行３列の９領域に分割したが、Ｍ，Ｎを整数としてＭ行Ｎ列のＭ×Ｎ領域に分割してもよい。Ｍ×Ｎが大きいほど、復元処理の精度を高めることができる。
【００２８】
また、分割の方向は、縦横の行列状に限られず、例えば曲座標であってもよい。また、分割数は分割方向に依存するものではなく、任意の２点であってもよい。また、ＰＳＦデータは、イメージデータに限られない。例えば、別途のＲＯＭにＰＳＦイメージテーブルを持ち、そのＰＳＦイメージデータとの差分データや、比率係数をＰＳＦメモリ６に保持させてもよい。差分データや比率係数が、イメージデータに比べて小さな容量であれば、カメラモジュール１が備えるＰＳＦメモリ６の容量を小さなものとすることができる。また、ＰＳＦデータとして、予め算出した収差成分を保持させるものであってもよい。
【００２９】
また、ＰＳＦデータは、カメラモジュール１内のＰＳＦメモリ６ではなく、外部メモリに保持されるように構成してもよい。また、画像復元のアルゴリズムは、Richardson-Lucy法と異なるアルゴリズムを用いてもよい。また、ＰＳＦデータの推測方法は、必ずしも最小自乗法に限定するものではない。
【００３０】
次に、第１の実施の形態の変形例について説明する。本変形例では、ＰＳＦ推測部７が、他領域ＰＳＦデータを推測する際に、イメージセンサ４の領域Ｔ１〜Ｔ９をさらに細分化して、イメージセンサ４の全面を８１行×８１列の６５６１領域に分割する。図６は、領域Ｔ１および領域Ｔ５を拡大した図である。このように、ＰＳＦ推測部７は、領域Ｔ１〜Ｔ９を１７行×１７列の２８９領域に分割する。この場合、測定ＰＳＦデータｐ１は、領域ｔ１におけるＰＳＦデータとなり、測定ＰＳＦデータｐ５は、領域ｔ５におけるＰＳＦデータとなる。
【００３１】
すなわち、ＰＳＦ推測部７は、領域Ｔ１内における領域ｔ１以外の領域ごと、および、領域Ｔ５内における領域ｔ５以外の領域ごとにおけるＰＳＦデータを他領域ＰＳＦデータとして推測する。もちろん、領域Ｔ２〜Ｔ４，Ｔ６〜Ｔ９の細分化された各領域におけるＰＳＦデータも他領域ＰＳＦデータとして推測する。なお、他領域ＰＳＦデータを推測する手法は、第１の実施の形態で説明したものと同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００３２】
一般に、同じ領域Ｔ１内であっても、その場所ごとにＰＳＦは異なる。第１の実施の形態では、領域Ｔ１を代表するＰＳＦデータとして測定ＰＳＦデータｐ１を採用し、領域Ｔ１の全域に測定ＰＳＦデータｐ１を適用して画像データを復元している。これに対し、本変形例では、領域Ｔ１をさらに細分化して、その細分化された領域ごとにＰＳＦデータを推測し、他領域ＰＳＦデータを得る。この他領域ＰＳＦデータを用いて復元処理を行っているので、その場所に応じたＰＳＦデータを用いて復元処理を行うことができ、より精度のよい復元処理を実現することができる。なお、本変形例では８１行×８１列の６５６１領域に分割したが、Ｉ，Ｊを整数としてＩ行Ｊ列のＩ×Ｊ領域に分割してもよい。Ｉ×Ｊが大きいほど、復元処理の精度を高めることができる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図面を用いて説明する。実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。第２の実施の形態では、ＰＳＦ推測部７が、測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５と設計ＰＳＦデータに対して、フーリエ変換をすることで３次収差である球面収差・コマ収差・非点収差などの基本収差量や焦点ずれ量などの波面収差量を得る。
【００３４】
球面収差・コマ収差・非点収差は方向性を持っているため、それらは独立成分として考える。第１の実施の形態と同様に、それぞれの収差成分をＡ３〜Ａ８，Ｄ３〜Ｄ８とする。ＰＳＦ推測部７は、収差成分Ａ３〜Ａ８と収差成分Ｄ３〜Ｄ８に対して最小自乗法を用いて多項式近似を行う。ＰＳＦ推測部７は、修正された係数を元に近似多項式を用いて波面収差量を算出する。ＰＳＦ推測部７は、算出された波面収差量に対して逆フーリエ変換を行うことで他領域ＰＳＦデータを算出する。ここで、ＰＳＦ推測部７は、他領域ＰＳＦデータとして、イメージセンサ４を９領域に分割した領域のうち領域Ｔ２〜Ｔ４，Ｔ６〜Ｔ９におけるＰＳＦデータを算出してもよいし、第１の実施の形態の変形例のように、領域Ｔ１〜Ｔ９をさらに細分化して、その細分化された領域ごとにおけるＰＳＦデータを算出してもよい。また、画像データの復元処理は、第１の実施の形態と同様に、測定ＰＳＦデータと他領域ＰＳＦデータを用いて行えばよい。
【００３５】
第２の実施の形態では、収差成分を求めるために、測定ＰＳＦデータおよび設計ＰＳＦデータをフーリエ変換しているので、各収差成分Ａ３〜Ａ８，Ｄ３〜Ｄ８を完全な独立成分として取り扱うことが可能となり、他領域ＰＳＦデータの推測精度を高めることができる。これにより、より一層精度のよい復元処理を実現することができる。
【００３６】
次に、第２の実施の形態の変形例について説明する。本変形例では、ＰＳＦメモリ６には、イメージセンサ４の中央部である領域Ｔ５における測定ＰＳＦデータｐ５および設計ＰＳＦデータが保持され、周辺部である領域Ｔ１におけるＰＳＦデータは保持されない。
【００３７】
ＰＳＦ推測部７は、測定ＰＳＦデータｐ５と設計ＰＳＦデータに対して、フーリエ変換をすることで３次収差である球面収差・コマ収差・非点収差などの基本収差量や焦点ずれ量などの波面収差量を得る。球面収差・コマ収差・非点収差は方向性を持っているため、それらは独立成分として考える。第１の実施の形態と同様に、それぞれの収差成分をＡ３〜Ａ８，Ｄ３〜Ｄ８とする。ＰＳＦ推測部７は、収差成分Ａ３〜Ａ８と収差成分Ｄ３〜Ｄ８に対して最小自乗法を用いて多項式近似を行う。ＰＳＦ推測部７は、修正された係数を元に近似多項式を用いて波面収差量を算出する。ＰＳＦ推測部７は、算出された波面収差量に対して逆フーリエ変換を行うことで他領域ＰＳＦデータを算出する。ここで、ＰＳＦ推測部７は、他領域ＰＳＦデータとして、イメージセンサを９領域に分割した領域のうちＴ２〜Ｔ４，Ｔ６〜Ｔ９におけるＰＳＦデータを算出してもよいし、第１の実施の形態の変形例のように、領域Ｔ１〜Ｔ９をさらに細分化して、その細分化された領域ごとにおけるＰＳＦデータを算出してもよい。また、画像データの復元処理は、第１の実施の形態と同様に、測定ＰＳＦデータと他領域ＰＳＦデータを用いて行われる。
【００３８】
本変形例でも、収差成分を求めるために、測定ＰＳＦデータおよび設計ＰＳＦデータをフーリエ変換しているので、各収差成分Ａ３〜Ａ８，Ｄ３〜Ｄ８を完全な独立成分として取り扱うことが可能となり、他領域ＰＳＦデータの推測精度を高めることができる。これにより、より一層精度のよい復元処理を実現することができる。なお、フーリエ変換を行わずに他領域ＰＳＦデータを推測しても構わない。
【００３９】
また、ＰＳＦメモリ６に保持されるのが、１の測定ＰＳＦデータｐ５と設計ＰＳＦデータであるので、２の測定ＰＳＦデータｐ１，ｐ５を保持させる場合に比べて、ＰＳＦメモリ６の容量が小さくて済み、より一層の部品コストの抑制を図ることができる。
【００４０】
なお、ＰＳＦメモリに保持させるのは、イメージセンサ４の中央部である領域Ｔ５における測定ＰＳＦデータｐ５に限られず、周辺部である領域Ｔ１〜Ｔ４，Ｔ６〜Ｔ９から選択した１の領域におけるＰＳＦデータであってもよい。
【００４１】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について図面を用いて説明する。上記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。第３の実施の形態では、製造装置２０の制御部２６が、カメラモジュール１が撮影した調整用チャート２４の撮影データと、撮像レンズ２の設計値とに基づいて、仮想的に分割されたイメージセンサ４の複数の領域から１の領域を選択する選択手段として機能する。また、制御部２６は、選択した領域におけるＰＳＦデータを測定ＰＳＦデータとして、ＰＳＦメモリ６に入力して保持させる入力手段として機能する。
【００４２】
図７は、第３の実施の形態において、１の領域が選択され、その測定ＰＳＦデータが保持される工程のフローを示す図である。まず、制御部２６が載置部２２に載置されたカメラモジュール１に調整用チャート２４を撮影させる（ステップＳ３１）。これにより、３行３列に分割された９領域について、撮像レンズ２の製造誤差やカメラモジュール１の組み立て誤差を含めたＰＳＦデータを取得できたことになる（ステップＳ３２）。ここで、制御部２６は、取得したＰＳＦデータおよび設計ＰＳＦデータにフーリエ変換を行い、イメージセンサ４の領域Ｔ１〜Ｔ９ごとの収差成分Ａ３〜Ａ８，Ｄ３〜Ｄ８を得る（ステップＳ３３）。次に、制御部２６は、イメージセンサ４の領域Ｔ１〜Ｔ９ごとに収差成分Ａ３〜Ａ８と収差成分Ｄ３〜Ｄ８の変化率を算出し、変化率の最も大きい領域を１の領域として選択する（ステップＳ３４）。制御部２６は、１の領域として選択された領域におけるＰＳＦデータを、測定ＰＳＦデータとしてＰＳＦメモリ６に入力して保持させる（ステップＳ３５）。
【００４３】
なお、ＰＳＦメモリに保持された測定ＰＳＦデータと設計ＰＳＦデータを用いた、他領域ＰＳＦデータの推測および画像データの復元処理の工程は、上記実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００４４】
このように、設計値と測定値の変化率が最も大きい領域を１の領域として選択することで、ＰＳＦ推測部７によって推測される他領域ＰＳＦデータの精度を高めることができる。また、カメラモジュール１ごとに変化率を算出し、１の領域を選択するので、そのカメラモジュール１の他領域ＰＳＦデータを推測するのに適した領域を１の領域とすることができる。これにより、カメラモジュール１による画像データの復元処理の精度のばらつきを抑えることができ、品質にばらつきの少ないカメラモジュール１を提供することができる。また、品質のばらつきが少なくなることで、より一層の歩留まりの向上を図ることができる。なお、第３の実施の形態では、１の領域を選択したが、２またはそれ以上の領域を選択して、その領域のＰＳＦデータを測定ＰＳＦデータとして保持させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施の形態に係るカメラモジュールの概略構成を示すブロック図。
【図２】カメラモジュールの製造装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】カメラモジュールの製造工程および撮影した画像データの復元処理の工程のフローを示す図。
【図４】仮想的に分割されたイメージセンサを説明するための図。
【図５】仮想的に分割されたイメージセンサの領域における収差成分を説明する図。
【図６】領域Ｔ１および領域Ｔ５を拡大した図。
【図７】第３の実施の形態において、１の領域が選択され、その測定ＰＳＦデータが保持される工程のフローを示す図。
【符号の説明】
【００４６】
Ｑ１〜Ｑ９，Ｔ１〜Ｔ９ 領域、１ カメラモジュール（画像記録装置）、２ 撮像レンズ、４ イメージセンサ、６ ＰＳＦメモリ（メモリ）、７ ＰＳＦ推測部（推測手段）、８ 画像補正部（復元手段）、１０ 画像メモリ、２０ 製造装置、２２ 載置部、２４ 調整用チャート、２６ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影された画像データを記録するための画像記録装置であって、
被写体からの光を取り込む撮像レンズと、
前記撮像レンズが取り込んだ光を信号電荷に変換し、前記画像データを得るイメージセンサと、
前記イメージセンサを仮想的に分割した複数の領域の一部である１または２以上の領域のＰＳＦを示す測定ＰＳＦデータを保持するメモリと、
前記撮像レンズの設計値から得られるＰＳＦを示す設計ＰＳＦデータと前記測定ＰＳＦデータとから、前記複数の領域のうち前記１または２の領域とは異なる他の領域のＰＳＦを示す他領域ＰＳＦデータを推測する推測手段と、
前記測定ＰＳＦデータおよび前記他領域ＰＳＦデータを用いて前記画像データを復元する復元手段と、を備え、
前記測定ＰＳＦデータは、前記イメージセンサを仮想的に複数の領域に分割する調整用チャートを前記画像記録装置で撮影した撮影データから得られることを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記メモリに保持される前記測定ＰＳＦデータは、前記調整用チャートと、前記撮影データとの差分データおよび比率係数の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項３】
前記推測手段は、前記測定ＰＳＦデータおよび前記設計ＰＳＦデータから得られる収差成分に基づいて前記他領域ＰＳＦデータを推測することを特徴とする請求項１または２に記載の画像記録装置。
【請求項４】
前記収差成分は、前記測定ＰＳＦデータおよび前記設計ＰＳＦデータをフーリエ変換することで算出されることを特徴とする請求項３に記載の画像記録装置。
【請求項５】
画像記録装置にこの画像記録装置が備えるイメージセンサを仮想的に複数の領域に分割する調整用チャートを撮影させる撮影手段と、
前記画像記録装置が撮影した前記調整用チャートの撮影データと、前記画像記録装置が備える撮像レンズの設計値とに基づいて前記複数の領域から１または２の領域を選択する選択手段と、
前記１または２の領域のＰＳＦを示す測定ＰＳＦデータを前記画像記録装置が備えるメモリに入力して保持させる入力手段と、を備え、
前記測定ＰＳＦデータは、前記撮影データから得られることを特徴とする画像記録装置の製造装置。
【請求項１】
撮影された画像データを記録するための画像記録装置であって、
被写体からの光を取り込む撮像レンズと、
前記撮像レンズが取り込んだ光を信号電荷に変換し、前記画像データを得るイメージセンサと、
前記イメージセンサを仮想的に分割した複数の領域の一部である１または２以上の領域のＰＳＦを示す測定ＰＳＦデータを保持するメモリと、
前記撮像レンズの設計値から得られるＰＳＦを示す設計ＰＳＦデータと前記測定ＰＳＦデータとから、前記複数の領域のうち前記１または２の領域とは異なる他の領域のＰＳＦを示す他領域ＰＳＦデータを推測する推測手段と、
前記測定ＰＳＦデータおよび前記他領域ＰＳＦデータを用いて前記画像データを復元する復元手段と、を備え、
前記測定ＰＳＦデータは、前記イメージセンサを仮想的に複数の領域に分割する調整用チャートを前記画像記録装置で撮影した撮影データから得られることを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記メモリに保持される前記測定ＰＳＦデータは、前記調整用チャートと、前記撮影データとの差分データおよび比率係数の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項３】
前記推測手段は、前記測定ＰＳＦデータおよび前記設計ＰＳＦデータから得られる収差成分に基づいて前記他領域ＰＳＦデータを推測することを特徴とする請求項１または２に記載の画像記録装置。
【請求項４】
前記収差成分は、前記測定ＰＳＦデータおよび前記設計ＰＳＦデータをフーリエ変換することで算出されることを特徴とする請求項３に記載の画像記録装置。
【請求項５】
画像記録装置にこの画像記録装置が備えるイメージセンサを仮想的に複数の領域に分割する調整用チャートを撮影させる撮影手段と、
前記画像記録装置が撮影した前記調整用チャートの撮影データと、前記画像記録装置が備える撮像レンズの設計値とに基づいて前記複数の領域から１または２の領域を選択する選択手段と、
前記１または２の領域のＰＳＦを示す測定ＰＳＦデータを前記画像記録装置が備えるメモリに入力して保持させる入力手段と、を備え、
前記測定ＰＳＦデータは、前記撮影データから得られることを特徴とする画像記録装置の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１７７９１９（Ｐ２０１０−１７７９１９Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７０４６（Ｐ２００９−１７０４６）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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