JP2011049638A - 口径食データ算出装置、撮像装置、および口径食データ算出装置の動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絞り開放時の口径食データのみを利用できる場合に、実際の絞り開度に応じたシェーディング補正を実現することが可能な技術を提供する。
【解決手段】口径食データ算出装置は、絞り３２を開放したときの光学系に関する口径食データを取得するレンズデータ取得部１１１と、絞り３２の開度を検出する検出手段と、検出された絞り開度と、絞り３２を開放したときの口径食データとに基づいて、絞り開度における口径食データを算出する口径食データ算出部１２０とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、光学系で生じる口径食の改善技術に関する。

撮像装置においては、レンズを保持する枠などに起因する口径食によって、像高が大きいほど瞳径が実質的に小さくなることがあり、取得された画像において周辺照度の低下が生じる場合がある。

このような口径食による周辺照度の低下は、レンズの特性に起因して発生しているが、例えば、特許文献１では、交換レンズに記憶された口径食データを用いて、取得された画像データに対するシェーディング補正を行う技術が記載されている。

特開２００３−１６３８２６号公報

特許文献１に記載の技術では、口径食データとして、絞り開放時、および絞り開放時以外の口径食データが交換レンズに格納され、撮影時の絞りの開度に応じた口径食データを用いてシェーディング補正が行われる。

しかし、交換レンズによっては、絞り開放時の口径食データのみしか有していない場合もあり、この場合には、撮影時の絞りの開度に応じたシェーディング補正を行うことができない。また、絞り開放時の口径食データのみしか参照できない場合にも、同様の事態が発生しうる。

そこで、本発明は、絞り開放時の口径食データのみを利用できる場合に、実際の絞り開度に応じたシェーディング補正を実現することが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明は、口径食データ算出装置であって、絞りを開放したときの光学系に関する口径食データを取得するデータ取得手段と、前記絞りの開度を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された絞り開度と、前記絞りを開放したときの口径食データとに基づいて、前記絞り開度における口径食データを算出する口径食データ算出手段とを備える。

本発明によれば、絞り開放時の口径食データのみを利用できる場合に、実際の絞り開度に応じたシェーディング補正を実現することが可能になる。

本発明の第１実施形態に係る撮像装置の縦断面図である。 口径食によって光束断面が変化する様子を示す図である。 交換レンズに記憶された絞りデータを示す図である。 交換レンズに記憶された口径食データを示す図である。 撮像装置の機能構成を示すブロック図である。 口径食データ算出動作のフローチャートである。 光束断面の変化の様子を示す図である。 光束断面の変化の様子を示す図である。 光束断面の変化の様子を示す図である。 口径食データ算出動作の概念図である。 光束断面の変化の様子を示す図である。 光束断面の変化の様子を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

＜１．第１実施形態＞
［１−１．構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置１Ａの要部構成を示す縦断面図である。図２は、口径食によって光束断面が変化する様子を示す図である。図３は、交換レンズに記憶された絞りデータを示す図であり、図４は、交換レンズに記憶された口径食データを示す図である。

図１に示されるように、撮像装置１Ａは、レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルカメラとして構成されている。具体的には、撮像装置１Ａは、撮像装置本体（カメラボディ）２と、この撮像装置本体２のレンズマウント部Ｍｔに着脱可能な交換レンズ３とを有している。

交換レンズ３は、レンズ群３１と、絞り３２とを備えるとともに、レンズ駆動部３３と絞り駆動部３４とを備えている。また、交換レンズ３は、ＲＯＭ３５を備えており、コネクタ３６を介してＲＯＭ３５内のデータを撮像装置本体２に伝送可能に構成されている。

レンズ群３１には、各レンズを保持するレンズ保持枠３１ｖが設けられており、当該保持枠３１ｖによって口径食が生じる場合がある。口径食による周辺照度低下では、撮像素子２３（例えば、ＣＣＤ）の撮像面での像高(光軸Ｌからの距離)ｈが大きくなるにつれて、照度低下量が大きくなる。これは、図２に示されるように、像高が大きくなると、口径食によるけられによって、光学系を通過した光束の断面（光束断面）が変形し小さくなるためである。図２では、光束断面が小さくなる場合の具体例として、像高ｈ＝０mmに結像する光束の断面が、円形ＥＮで表され、像高ｈ＝Ｇmmに結像する光束の断面が、楕円形ＤＮで表されている。

レンズ駆動部３３は、例えばモータによってレンズ群３１を駆動するとともに、各レンズの位置を検出する。

絞り駆動部３４は、例えばモータによって絞り３２の開度（絞り開度）を変更する。また、絞り駆動部３４は、現在の絞り３２の開度（「実効絞り値」または「現在の絞り開度」とも称する）を検出する開度検出手段としても機能する。

ＲＯＭ３５には、交換レンズ３の特性に関するデータ（レンズデータ）として絞りデータがデータテーブル形式で格納されている。

絞りデータとしては、図３に示されるように、絞り３２を開放したときのＦ値（開放Ｆ値）をＡＰＥＸ方式で表したＡＶ値「ＡＶ０」と、最大Ｆ値つまり絞り３２を最も絞ったときのＦ値をＡＰＥＸ方式で表したＡＶ値「ＡＶmax」とが記録されている。

また、ＲＯＭ３５には、レンズデータとして絞り３２を開放したときの口径食データ（絞り開放時の口径食データ）がデータテーブル形式でさらに格納されている。具体的には、図４に示されるように、絞り３２を開放したときの口径食データとして、像高７mm、像高１０mm、像高１３mmにおける各光量の、像高０mm（すなわち、光軸Ｌ）における光量に対する比（「光量比」とも称する）がそれぞれ記憶されている。図４の口径食データにおいては、像高７mmでは光量比「０．９」、像高１０mmでは光量比「０．８」、像高１３mmでは光量比「０．５」となっている。

このようにＲＯＭ３５に格納される各レンズデータは、交換レンズに固有のものであるため、各レンズデータは交換レンズの種類に応じて異なる。撮像装置１Ａは、装着された交換レンズ３から当該交換レンズ３に対応した各レンズデータを取得してシェーディング補正を行う。

撮像装置本体２では、交換レンズ３の後方に、枢支部２１に回動可能に枢支されたクイックリターンミラーＭ１が配設され、さらにこのクイックリターンミラーＭ１の後方には、シャッター２２と、撮像手段として機能する撮像素子２３とが配置されている。

また、撮像装置本体２では、クイックリターンミラーＭ１の上方位置において、ファインダー光学系２５が形成されており、このファインダー光学系２５には、焦点板２５１の上方にペンタプリズム２５２が設けられている。また、ペンタプリズム２５２とファインダー窓２５４との間には、接眼レンズ２５３が配置されている。このように、撮像装置１Ａでは、接眼レンズ２５３、ペンタプリズム２５２およびクイックリターンミラーＭ１によって光学ファインダーが形成されている。

撮像装置１Ａにおいてオートフォーカスを行う場合、クイックリターンミラーＭ１は、シャッターボタン（レリーズボタン）が撮影者によって全押しされるまで、光軸Ｌに対して４５度の角度で傾斜した定常位置にあり、交換レンズ３の撮影光学系からの光学像を焦点板２５１へと向かわせる。そして、シャッターボタンが全押しされると、クイックリターンミラーＭ１は、枢支部２１を中心として、ほぼ水平位置まで上方に回動(アップ)して交換レンズ３から撮像素子２３に至る被写体光の光路（「撮影光路」とも称する）から待避する。

サブミラーＭ２は、クイックリターンミラーＭ１に部分的に設けられたハーフミラー部を透過した光学像を、位相差ＡＦモジュール（単に「ＡＦモジュール」とも称する）２６に向かわせる。

ＡＦモジュール２６は、被写体のピント情報を検出する測距素子等からなる所謂ＡＦセンサとして構成されている。具体的には、ＡＦモジュール２６は、撮影領域に設定された測距エリア（「フォーカスエリア」または「ＡＦエリア」とも称する）における被写体からの光を受光して、被写体像の合焦度合いに応じた位相差検出信号を出力する位相差検出機能を有している。ＡＦモジュール２６から出力された位相差検出信号は、後述の全体制御部１０１に入力され、合焦時の撮影レンズ位置を特定する合焦レンズ位置特定動作に用いられる。

また、撮像装置本体２には、ペンタプリズム２５２の後方で被写体の光量を測定する測光センサ２７が設けられるとともに、撮像素子２３の出力に基づいて得られた画像を表示する液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)等の表示部２８が設けられている。

［１−２．機能ブロック］
次に、撮像装置１Ａの機能の概要について説明する。図５は、撮像装置１Ａの機能構成を示すブロック図である。

図５に示すように、撮像装置１Ａは、位相差ＡＦモジュール（以下、単にＡＦモジュールとも称する）２６、測光センサ２７、操作部８０、シャッター２２、撮像素子２３、Ａ／Ｄ変換回路５２、デジタル信号処理回路５０、画像メモリ５６、および全体制御部１０１等を備える。

測光センサ２７は、被写体像の明るさ、換言すれば、被写体からの光の強度を測定する機能を有している。測光センサ２７の出力に基づいてＡＥ制御動作が行われ、撮影画像の明るさが調整される。

操作部８０は、シャッターボタンを含む各種ボタンおよびスイッチ等を備えて構成される。操作部８０に対するユーザーの入力操作に応答して、全体制御部１０１が各種動作を実現する。

撮像素子２３は、その撮像面で受光された被写体像を光電変換作用により電気的信号に変換して、本撮影画像に係る画像信号を生成する。撮像素子２３は、撮影画像取得用のセンサ（イメージセンサ）であるとも表現される。

撮像素子２３は、タイミング制御回路（不図示）から入力される駆動制御信号（蓄積開始信号および蓄積終了信号）に応答して、受光面（撮像面）に結像された被写体像の露光（光電変換による電荷蓄積）を行い、当該被写体像に係る画像信号を生成する。

撮像素子２３で取得された画像信号（アナログ信号）はＡ／Ｄ変換回路５２によってデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された画像信号は、デジタル信号処理回路５０に入力される。

デジタル信号処理回路５０は、Ａ／Ｄ変換回路５２から入力される画像信号に対してデジタル信号処理を行う。具体的には、黒レベル補正処理、ホワイトバランス（ＷＢ）処理、γ補正処理およびシェーディング補正処理等の信号処理を行う。当該信号処理後の画像信号（画像データ）は、画像メモリ５６に格納される。

画像メモリ５６は、生成された画像データを一時的に記憶するための、高速アクセス可能な画像メモリであり、複数フレーム分の画像データを記憶可能な容量を有する。

本撮影時には、画像メモリ５６に一時記憶される画像データは、全体制御部１０１において適宜画像処理（圧縮処理等）が施された後、メモリカード９０に記憶される。

全体制御部１０１は、マイクロコンピュータとして構成され、主にＣＰＵ、メモリ、およびＲＯＭ等を備える。全体制御部１０１は、ＲＯＭ内に格納されるプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵで実行することによって、各種機能を実現する。

全体制御部１０１は、上述のプログラムの実行によって、レンズデータ取得部１１１、絞り開度取得部１１２、および口径食データ算出部１２０等を機能的に実現する。

レンズデータ取得部１１１は、交換レンズ３のレンズ側制御部３０と通信して、ＲＯＭ３５に格納されたレンズデータを取得する。

絞り開度取得部１１２は、レンズ側制御部３０と通信して、絞り駆動部３４によって検出された現在の絞り開度を取得する。

口径食データ算出部１２０は、レンズデータ取得部１１１によって取得された絞り３２開放時の口径食データと、絞り開度取得部１１２によって取得された現在の絞り開度とに基づいて、現在の絞り開度における口径食データを算出する。

このように、口径食データ算出部１２０では、現在の絞り開度における口径食データが算出されるが、当該算出には、口径食データ算出部１２０で機能的に実現される第１変化情報取得部１２１と、第２変化情報取得部１２２と、断面情報取得部１２３と、光量比算出部１２４とが用いられる。

第１変化情報取得部１２１は、絞り開度に応じた光束断面の変化に関する第１変化情報を取得する。

第２変化情報取得部１２２は、レンズデータ取得部１１１によって取得された絞り開放時の口径食データに基づいて、像高に応じた口径食による光束断面の変化に関する第２変化情報を取得する。

断面情報取得部１２３は、第１変化情報と第２変化情報とに基づいて、現在の絞り開度の特定像高における光束断面の断面情報を取得する。

光量比算出部１２４は、断面情報取得部１２３によって取得された断面情報に基づいて、現在の絞り開度の特定像高における口径食データを演算する。

上記各機能部１２１〜１２４を有する口径食データ算出部１２０によって算出された、現在の絞り開度における口径食データは、デジタル信号処理回路５０において画像データのシェーディング補正に用いられる。

なお、口径食データ算出部１２０を有する全体制御部１０１を備えた撮像装置本体２は、口径食データ算出装置としても機能する。

［１−３．口径食データ算出動作］
次に、撮像装置１Ａで実行される、口径食データの算出動作について説明する。図６は、撮像装置１Ａで実行される口径食データ算出動作のフローチャートである。図７、図８、および図９は、光束断面の変化の様子を示す図である。

上述のように、レンズ保持枠３１ｖによって入射光の一部がけられると口径食が発生し、照度が低下することになる。そこで、本実施形態の撮像装置１Ａでは、口径食データ算出動作によって、絞り３２を開放したときの口径食データを用いて絞り非開放のときの口径食データが取得される。そして、取得された口径食データに基づいて、シェーディング補正が行われる。なお、以下では、開放絞りがＦ１．４であって、図４に示される口径食データを有する交換レンズ３において、絞りがＦ２．０のときの特定像高１３mmにおける口径食データを取得する場合をモデルケースにして説明する。

図６に示されるように、口径食データ算出動作では、まず、ステップＳＰ１において、レンズデータ取得部１１１によって交換レンズ３の開放Ｆ値が取得される。上記モデルケースでは、交換レンズ３に記憶された開放絞りがＦ１．４であることから、撮像装置本体２は、交換レンズ３から開放Ｆ値としてＦ１．４を取得する。

ステップＳＰ２では、絞り開度取得部１１２によって現在の絞り開度（実効絞り値）が取得される。上記モデルケースでは、撮像装置本体２は、交換レンズ３から現在の絞り開度としてＦ２．０を取得する。

ステップＳＰ３では、第１変化情報取得部１２１によって、絞り開度に応じた光束断面の変化に関する第１変化情報が取得される。

具体的には、当該ステップＳＰ３では、図７に示されるように、像高０mmにおける絞り開放時の光束断面が半径「１」の円ＣＲ１にモデル化される。そして、開放Ｆ値「Ｆｋ」を現在の絞り開度「Ｆｒ」で除することにより、実効絞り時の絞り開放時に対する光束断面の半径比「Ｒａ」が算出される。なお、算出された半径比「Ｒａ」は、円ＣＲ１の形状を特定するパラメータとしての半径「１」に対する比であるとも表現できる。

上記モデルケースでは、開放Ｆ値「１．４」が現在の絞り開度「２．０」で除されて、半径比Ｒａ＝０．７が算出される。当該半径比「０．７」は、像高０mmにおける実効絞りＦ２．０のときの光束断面が、図７に示されるような半径０．７の円ＣＲ２であることを示している。

このように光束断面の半径比を算出することによれば、絞り開度に応じた光束断面の変化を特定することができ、光束断面の半径比が、絞り開度に応じた光束断面の変化に関する第１変化情報として取得される。

次のステップＳＰ４では、レンズデータ取得部１１１によって、絞り開放時の口径食データが交換レンズ３から取得される。

ステップＳＰ５では、第２変化情報取得部１２２によって、絞り開放時の口径食データに基づいて、像高に応じた口径食による光束断面の変化に関する第２変化情報が取得される。

具体的には、当該ステップＳＰ５では、図８に示されるように、絞り開放時の像高０mmにおける光束断面は半径「１」の円ＣＲ１にモデル化され、口径食の影響を受けて光束断面がけられた場合、縦方向のみのけられによって円ＣＲ１が楕円になると想定される。そして、絞り開放時の特定像高における口径食データに基づいて、絞り開放時の特定像高における楕円光束断面の形状が特定される。

より詳細には、図４に示されるように、像高１３mmの光量比は０．５であることから、絞り開放時の像高１３mmにおける光束断面の面積（光束断面積）は、「０．５π」であると推定できる。ここで、口径食によってけられる光束断面は、楕円であるとの上記想定に基づくと、図８に示されるように、像高０mmでは面積「π」の円ＣＲ１であった光束断面は、像高１３mmでは面積「０．５π」の楕円ＤＥ１になったことになる。楕円ＤＥ１は、半径「１」の円ＣＲ１が縦方向のみけられることによって生じる上下左右対称の形状であることから、楕円ＤＥ１の長半径（長辺）と短半径（短辺）との比は１：０．５となる。すなわち、絞り開放時の像高１３mmにおける楕円光束断面では、短半径の長半径に対する比（「短半径比」とも称する）は、「０．５」となる。なお、楕円ＤＥ１の長半径は、基準モデルとしての円ＣＲ１の半径と等しいことから、短半径比「０．５」は、円ＣＲ１の形状を特定するパラメータとしての半径「１」に対する比であるとも表現できる。

このように、ステップＳＰ５では、絞り開放時の像高に応じた口径食による光束断面の変化が特定され、絞り開放時の特定像高における楕円光束断面の短半径比が、像高に応じた口径食による光束断面の変化に関する第２変化情報として取得される。

ステップＳＰ６では、断面情報取得部１２３によって、第１変化情報と第２変化情報とに基づいて、現在の絞り開度の特定像高における光束断面が口径食の影響を受けるか否かが判定される。具体的には、実効絞り時の絞り開放時に対する光束断面の半径比と、絞り開放時の特定像高における楕円光束断面の短半径比とが比較される。当該比較により、半径比が短半径比よりも小さかった場合は、光束断面への口径食の影響はないものとして、実効絞り時の像高０mmにおける光束断面が絞り開放時の特定像高における光束断面として特定され、当該光束断面の断面情報が取得される。そして、動作工程は、ステップＳＰ８に移行される。

一方、半径比が短半径比よりも大きかった場合は、光束断面は口径食の影響を受けるものとして、動作工程は、ステップＳＰ７に移行される。

ステップＳＰ７では、断面情報取得部１２３によって、第２変化情報に基づいて、現在の絞り開度の特定像高における光束断面の断面情報が取得される。具体的には、実効絞り時の像高０mmにおける光束断面の形状が、絞り開放時の特定像高における楕円光束断面の形状に基づいて変形され、現在の絞り開度の特定像高における光束断面が特定され、当該光束断面の断面情報が取得される。

より詳細には、実効絞りＦ２．０のときの像高０mmにおける光束断面が半径０．７の円ＣＲ２であり、絞り開放時の像高１３mmにおける光束断面が短半径比「０．５」の楕円ＤＥ１であった場合を例にして説明する。この場合、図９に示されるように、実効絞りＦ２．０のときの像高０mmにおける円ＣＲ２を基準にすると、実効絞りＦ２．０のときの像高１３mmにおける光束断面ＫＤ２は、０mmから１３mmへの像高の変化に応じた口径食によって、円ＣＲ２の縦方向の幅（縦幅）を狭めた楕円ＤＥ２となる。すなわち、絞り開放時の像高１３mmにおける光束断面の短半径比「０．５」は、実効絞りＦ２．０のときの像高１３mmにおける光束断面ＫＤ２の短半径として採用される。すなわち、実効絞りＦ２．０のときの像高１３mmにおける光束断面ＫＤ２は、長半径０．７、短半径０．５の楕円ＤＥ２と特定され、特定された光束断面の情報（ここでは、長半径０．７、短半径０．５の楕円ＤＥ２）が、断面情報として取得される。

このように、ステップＳＰ６およびステップＳＰ７では、断面情報取得部１２３によって、第１変化情報と第２変化情報とに基づいて、現在の絞り開度の特定像高における光束断面の断面情報が取得される。

なお、絞りによる光束断面の変化と口径食による光束断面の変化とは、それぞれ独立した要因によって生じる変化であることから、ステップＳＰ７の工程は、口径食による光束断面の変化が、絞りによる光束断面の変化量に収まらないときに実行されるとも表現できる。

ステップＳＰ８では、光量比算出部１２４によって、現在の絞り開度の特定像高における光束断面に関する断面情報に基づいて現在の絞り開度の特定像高における光量比が算出される。現在の絞り開度の特定像高における光量比は、現在の絞り開度の特定像高における光量の、像高０mmにおける光量に対する比として与えられる。

例えば、図９に示されるように、実効絞りＦ２．０のときの像高０mmにおける光束断面ＫＤ１と、実効絞りＦ２．０のときの像高１３mmにおける光束断面ＫＤ２との面積比が０．４９：０．３５であった場合は、実効絞りＦ２．０のときの像高１３mmにおける光量比は、０．３５／０．４９＝０．７１となる。

ステップＳＰ９では、口径食データ算出動作を終了するか否かが判定される。口径食データ算出動作の終了判定は、例えば、交換レンズ３に記録された絞り開放時の口径食データの各像高に応じた実効絞り時の光量比が算出されたか否かに基づいて行うことができる。各像高（ここでは、像高７mm，１０mm，１３mm）に応じた実効絞り時の光量比が算出されたと判定された場合、口径食データ算出動作は終了される。一方、各像高に応じた実効絞り時の光量比が算出されていないと判定された場合、動作工程はステップＳＰ５に移行され、各像高に応じた実効絞り時の光量比が算出されるまで、ステップＳＰ５〜ステップＳＰ９の処理が繰り返し実行される。

また、このような口径食データ算出動作では、光学系を通過した光束の光束断面が所定形状にモデル化され、所定形状の光束断面を用いて口径食データが算出されるとも見ることができる。図１０は、口径食データ算出動作の概念図である。

具体的には、絞り開放時の像高０mmにおける光束断面が半径「１」の円ＣＲ１にモデル化されるとともに、口径食の影響を受けた光束断面は、円ＣＲ１の縦方向のみがけられた楕円であるとモデル化される。

そして、円ＣＲ１の基準モデルに基づいて、絞りによる光束断面の変化を考慮した、実効絞り時（図１０では、Ｆ２．０）の像高０mmにおける光束断面ＫＤ１が特定される（ステップＳＰ３）。また、円ＣＲ１の基準モデルに基づいて、口径食による光束断面の変化を考慮した、絞り開放時の特定像高（図１０では、１３mm）における楕円光束断面ＫＤ０が特定される（ステップＳＰ５）。

さらに、光束断面ＫＤ１から取得される第１変化情報と、楕円光束断面ＫＤ０から取得される第２変化情報とに基づいて、現在の絞り開度の特定像高における所望の光束断面ＫＤ２が特定され、所望の光束断面ＫＤ２から取得される情報に基づいて現在の絞り開度の特定像高における口径食データが演算される。

以上のような構成を有する撮像装置１Ａによれば、絞り開放時の口径食データのみを利用できる場合においても、現在の絞り開度における口径食データを算出することができるので、実際の絞り開度に応じたシェーディング補正を実現することが可能になる。

また、第１変化情報および第２変化情報は、絞り開放時の像高０mmにおける光束断面をモデル化した円ＣＲ１のパラメータに対する比として表されることから、第１変化情報および第２変化情報を用いた動作における演算量を減少させることができる。

＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態に係る撮像装置１Ａでは、口径食によってけられる光束断面が上下左右対称の楕円形状にモデル化されていたが、第２実施形態に係る撮像装置１Ｂでは、口径食によってけられる光束断面が左右対称かつ上下非対称の略楕円形状にモデル化される。なお、撮像装置１Ｂは、口径食によってけられる光束断面のモデル形状を変更する点以外は、撮像装置１Ａとほぼ同様の構造および機能（図１〜図５参照）を有しており、共通する部分については同じ符号を付して説明を省略する。

上述のように、撮像装置１Ｂでは、口径食によってけられる光束断面が左右対称であって、上下非対称の略楕円形状とされる。上下非対称の度合いは、交換レンズ３のＲＯＭ３５に予め記憶されていてもよく、撮像装置本体２において設定可能としてもよい。ここでは、略楕円の上部と下部とは、３：１の割合でけられるものとする。

以下では、このようなモデルを用いた場合の口径食データ算出動作について説明する。なお、撮像装置１Ｂにおける口径食データ算出動作では、図６に示される撮像装置１Ａの口径食データ算出動作とほぼ同様の動作工程（ステップＳＰ１〜ステップＳＰ９）が実行されるので、ここでは相違点を中心に説明する。

具体的には、ステップＳＰ１〜ステップＳＰ４では、上述の動作工程と同じ内容の処理が実行される。

ステップＳＰ５では、図１１に示されるように、絞り開放時の像高０mmにおける光束断面は半径「１」の円ＣＲ１であるとされ、口径食の影響を受けて光束断面がけられた場合、縦方向のみのけられによって円ＣＲ１が左右対称かつ上下非対称の略楕円になると想定される。そして、絞り開放時の特定像高における口径食データに基づいて、絞り開放時の特定像高における略楕円光束断面の形状が特定される。

より詳細には、図４に示されるように、像高１３mmの光量比は０．５であることから、絞り開放時の像高１３mmにおける光束断面の面積（光束断面積）は、「０．５π」であると推定できる。ここで、口径食によってけられる光束断面は、略楕円であるとの上記想定に基づくと、図１１に示されるように、像高０mmでは面積「π」の円ＣＲ１であった光束断面は、像高１３mmでは面積「０．５π」の略楕円ＤＲ１になったことになる。また、略楕円ＤＲ１は、半径「１」の円ＣＲ１が縦方向のみけられる上下非対称の形状であり、そのけられ度合いは、略楕円の上部と下部とで３：１の割合であることから、長半径と短半径との比は、略楕円ＤＲ１の上部では１：０．２５となり、略楕円ＤＲ１の下部では１：０．７５となる。すなわち、絞り開放時の像高１３mmにおける略楕円光束断面では、短半径の長半径に対する比（「短半径比」とも称する）は、略楕円ＤＲ１の上部では「０．２５」となり、略楕円ＤＲ１の下部では「０．７５」となる。

このように、ステップＳＰ５では、絞り開放時の像高に応じた口径食による光束断面の変化が特定され、絞り開放時の特定像高における略楕円光束断面の２つの短半径比が、像高に応じた口径食による光束断面の変化に関する第２変化情報として取得される。

次のステップＳＰ６では、断面情報取得部１２３によって、第１変化情報と第２変化情報とに基づいて、現在の絞り開度の特定像高における光束断面が口径食の影響を受けるか否かが判定される。具体的には、実効絞り時の絞り開放時に対する光束断面の半径比と、絞り開放時の特定像高における略楕円光束断面の短半径比とが比較される。半径比と短半径比との比較は、略楕円ＤＲ１の上部に関する短半径比、および略楕円ＤＲ１の下部に関する短半径比それぞれについて行われる。

当該比較により、半径比がどちらの短半径比よりも小さかった場合は、光束断面への口径食の影響はないものとして、実効絞り時の像高０mmにおける光束断面が絞り開放時の特定像高における光束断面として特定され、当該光束断面の断面情報が取得される。そして、動作工程は、ステップＳＰ８に移行される。

一方、半径比がどちらかの短半径比よりも大きかった場合は、光束断面は口径食の影響を受けるものとして、動作工程は、ステップＳＰ７に移行される。

ステップＳＰ７では、断面情報取得部１２３によって、第１変化情報と第２変化情報とに基づいて、現在の絞り開度の特定像高における光束断面の断面情報が取得される。具体的には、実効絞り時の像高０mmにおける光束断面の形状が、絞り開放時の特定像高における楕円光束断面の形状に基づいて変形され、現在の絞り開度の特定像高における光束断面が特定され、当該光束断面の断面情報が取得される。

より詳細には、実効絞りＦ２．０のときの像高０mmにおける光束断面が半径０．７の円ＣＲ２であり、絞り開放時の像高１３mmにおける光束断面が上下非対称の略楕円ＤＲ１であった場合を例にして説明する。この場合、図１２に示されるように、実効絞りＦ２．０のときの像高０mmにおける円ＣＲ２を基準にすると、実効絞りＦ２．０のときの像高１３mmにおける光束断面ＫＤ１２は、０mmから１３mmへの像高の変化に応じた口径食によって、円ＣＲ２の縦方向の幅（縦幅）を狭めた略楕円ＤＲ２となる。すなわち、絞り開放時の像高１３mmにおける光束断面の上部の短半径比「０．２５」は、実効絞りＦ２．０のときの像高１３mmにおける光束断面ＫＤ１２の上部の短半径として採用される。一方、絞り開放時の像高１３mmにおける光束断面の下部の短半径比「０．７５」は、実効絞りＦ２．０のときの像高０mmにおける光束断面ＫＤ１１の半径比「０．７」よりも大きいため、光束断面ＫＤ１２の下部の短半径としては採用されない。

すなわち、実効絞りＦ２．０のときの像高１３mmにおける光束断面ＫＤ１２は、長半径０．７、短半径０．２５の半楕円と、長半径０．７、短半径０．７の半楕円とを上下に組み合わせた略楕円ＤＲ２と特定される。そして、特定された光束断面の情報（ここでは、長半径０．７、短半径０．２５の半楕円と、長半径０．７、短半径０．７の半楕円とを組み合わせた略楕円ＤＲ２）が、断面情報として取得される。

このように、ステップＳＰ６およびステップＳＰ７では、断面情報取得部１２３によって、第１変化情報と第２変化情報とに基づいて、現在の絞り開度の特定像高における光束断面の断面情報が取得される。

ステップＳＰ８では、光量比算出部１２４によって、実効絞り時の特定像高における光束断面に関する断面情報に基づいて実効絞り時の特定像高における光量比が算出される。実効絞り時の特定像高における光量比は、実効絞り時の特定像高における光量の、像高０mmにおける光量に対する比として与えられる。

例えば、図１２に示されるように、実効絞りＦ２．０のときの像高０mmにおける光束断面ＫＤ１１と、実効絞りＦ２．０のときの像高１３mmにおける光束断面ＫＤ１２との面積比が０．４９：０．３３であった場合は、実効絞りＦ２．０のときの像高１３mmにおける光量比は、０．３３／０．４９＝０．６７となる。

ステップＳＰ９では、第１実施形態と同様に、口径食データ算出動作を終了するか否かが判定される。

以上のように、第２実施形態の撮像装置１Ｂは、口径食によるけられの状態をより忠実に反映したモデルを用いているので、より正確な実行絞り時の口径食データを算出することができる。ひいては、より高精度なシェーディング補正を実現することができる。

＜３．変形例＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は、上記に説明した内容に限定されるものではない。

例えば、撮像装置本体２と交換レンズ３とを接続するアダプタが口径食データ算出部１２０を有する態様としてもよい。この場合、アダプタ、或いはアダプタおよび撮像装置本体２が、口径食データ算出装置として機能する。

また、上記各実施形態では、デジタル信号処理回路５０において、画像データに対して直接シェーディング補正を行う態様としていたが、これに限定されない。

具体的には、測光センサ２７の出力に対して口径食データに基づいたシェーディング補正を行い、シェーディング補正の施された測光センサ２７の出力に基づいてＡＥ制御動作を行う態様としてもよい。当該態様では、撮像素子２３で取得される画像データに対して間接的にシェーディング補正が行われることになる。

１Ａ，１Ｂ 撮像装置
２ 撮像装置本体
３ 交換レンズ
３１ レンズ群
３１ｖ レンズ保持枠
３３ レンズ駆動部
３５ ＲＯＭ
５０ デジタル信号処理回路
１１１ レンズデータ取得部
１１２ 絞り開度取得部
１２０ 口径食データ算出部
１２１ 第１変化情報取得部
１２２ 第２変化情報取得部
１２３ 断面情報取得部
１２４ 光量比算出部
Ｌ 光軸

Claims (6)

1. 絞りを開放したときの光学系に関する口径食データを取得するデータ取得手段と、
   前記絞りの開度を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された絞り開度と、前記絞りを開放したときの口径食データとに基づいて、前記絞り開度における口径食データを算出する口径食データ算出手段と、
   を備える口径食データ算出装置。
2. 前記口径食データ算出手段は、
   光学系を通過した光束の光束断面の、前記絞り開度に応じた変化に関する第１の変化情報を取得する第１変化情報取得手段と、
   前記データ取得手段によって取得された絞りを開放したときの口径食データに基づいて、像高に応じた口径食による前記光束断面の変化に関する第２の変化情報を取得する第２変化情報取得手段と、
   前記第１の変化情報と前記第２の変化情報とに基づいて、前記絞り開度の特定像高における光束断面の情報を取得する断面情報取得手段と、
   前記前記絞り開度の特定像高における光束断面の情報に基づいて、前記絞り開度の特定像高における口径食データを演算する演算手段と、
   を有する請求項１に記載の口径食データ算出装置。
3. 前記第１変化情報取得手段は、
   絞りを開放したときの像高０mmにおける光束断面を所定形状にモデル化し、前記第１の変化情報を、前記所定形状を特定するパラメータに対する比として取得し、
   前記第２変化情報取得手段は、
   絞りを開放したときの像高０mmにおける光束断面を前記所定形状にモデル化し、前記第２の変化情報を前記パラメータに対する比として取得する請求項２に記載の口径食データ算出装置。
4. 前記口径食データ算出手段は、
   光学系を通過した光束の光束断面を所定形状にモデル化し、前記所定形状にモデル化された光束断面を用いて、前記絞り開度の特定像高における光束断面を特定する請求項１に記載の口径食データ算出装置。
5. 絞りを開放したときの光学系に関する口径食データを取得するデータ取得手段と、
   前記絞りの開度を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された絞り開度と、前記絞りを開放したときの口径食データとに基づいて、前記絞り開度における口径食データを算出する口径食データ算出手段と、
   を備える撮像装置。
6. ａ）絞りを開放したときの光学系に関する口径食データを取得する工程と、
   ｂ）前記絞りの開度を検出する工程と、
   ｃ）前記ｂ）工程で検出された絞り開度と、前記絞りを開放したときの口径食データとに基づいて、前記絞り開度における口径食データを算出する工程と、
   を備える口径食データ算出装置の動作方法。

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