JP2017017440A - Imaging device and control method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像面が湾曲形状となされた撮像装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus having a curved imaging surface and a control method thereof.
近年、撮像面が湾曲形状となされた撮像素子(イメージセンサ)の考案と開発の検討が進められている。このような撮像素子は、撮像面を湾曲させることで、レンズから入射してくる被写体からの光線を、撮像面において垂直に近い状態で受光することができるため、撮像面への光線入射角度が大きなレンズ搭載製品への応用が期待されている。また、特許文献1には、撮像素子の撮像面の湾曲形状を、動的に切り替えて使用可能とする技術が開示されている。 In recent years, the study and development of an image sensor (image sensor) whose imaging surface has a curved shape has been underway. Such an image sensor can receive light rays from a subject incident from a lens in a nearly vertical state on the imaging surface by curving the imaging surface. It is expected to be applied to products with large lenses. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses a technique that enables the curved shape of the imaging surface of the imaging element to be dynamically switched.
一方、レンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラやいわゆるミラーレス一眼カメラの普及により、ユーザが、撮影シーン等に応じて複数本のレンズを交換しながら撮影する機会も増えている。このような交換レンズには、そのレンズの特性に応じた固有の情報(以下、レンズ情報とする。)を持っているものがあり、そのレンズ情報はレンズ内部のフラッシュROM等に格納されている場合が多い。また、レンズ情報は、カメラ本体内に保持されている場合もある。その場合、カメラに装着可能な全てのレンズ或いはそれらの一部のレンズについてのレンズ情報が、カメラ本体の内蔵フラッシュROM等に保持されている。このようにレンズ情報を保持可能となされたカメラは、例えばアプリケーションソフトを介してレンズ情報の追加や修正等が可能となされている場合が多い。また、レンズ情報には、そのレンズ固有の収差等の光学特性を表すパラメータが含まれている場合があり、カメラは、そのパラメータに基づいて、撮像画像データに対して各種の画像補正処理を行うことがある。さらに、カメラは、そのレンズ情報を記録画像の付帯情報として画像ファイルに記録したり、表示用途に利用したりする場合もある。その他にも、特許文献2には、レンズ情報(レンズ固有の収差等の光学特性)に基づいて、カメラ本体に内蔵された撮像素子の撮像面の曲率を変更する技術が開示されている。
On the other hand, with the widespread use of digital single-lens reflex cameras with interchangeable lenses and so-called mirrorless single-lens cameras, there are increasing opportunities for users to take pictures while exchanging a plurality of lenses according to the shooting scene. Some interchangeable lenses have unique information (hereinafter referred to as lens information) according to the characteristics of the lens, and the lens information is stored in a flash ROM or the like inside the lens. There are many cases. The lens information may be held in the camera body. In this case, lens information about all the lenses that can be attached to the camera or some of them is held in a built-in flash ROM of the camera body. In many cases, a camera that can hold lens information in this way can add or modify lens information through application software, for example. The lens information may include parameters representing optical characteristics such as aberrations specific to the lens, and the camera performs various image correction processes on the captured image data based on the parameters. Sometimes. Furthermore, the camera may record the lens information as ancillary information of a recorded image in an image file or may be used for display purposes. In addition,
ところで、今後は、撮像素子の撮像面を湾曲させるケースとして、入射光線を撮像面に垂直に近い状態に入射させることを目的とする場合だけでなく、その他の様々な目的で行われるようになると考えられる。ただし、入射光線を撮像面で垂直に近い状態に入射させること以外の別の目的で撮像面を湾曲させた場合、撮像素子の歪み特性や、撮像面上における各種の収差特性、周辺減光(周辺光量落ち)などの特性が変化してしまうようになると考えられる。一方で、このように様々な目的で撮像面を湾曲させた場合でもカメラにおいては、前述したようにレンズの光学特性に基づいて、各種の画像補正処理を行うと考えられる。しかしながら、このような場合、画像補正処理の結果として得られる画像は、必ずしも良好な画像にならない虞がある。 By the way, in the future, as a case where the imaging surface of the image sensor is curved, not only when the incident light beam is intended to enter the state close to the imaging surface, but also for various other purposes. Conceivable. However, if the imaging surface is curved for another purpose other than making the incident light incident on the imaging surface in a nearly vertical state, the distortion characteristics of the imaging device, various aberration characteristics on the imaging surface, peripheral attenuation ( It is considered that the characteristics such as a decrease in peripheral light intensity will change. On the other hand, even when the imaging surface is curved for various purposes as described above, the camera is considered to perform various image correction processes based on the optical characteristics of the lens as described above. However, in such a case, an image obtained as a result of the image correction process may not necessarily be a good image.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、撮像面が湾曲し且つレンズの光学特性に基づく画像補正処理が行われる場合であっても、良好な補正結果の画像を得ることを可能にする撮像装置及びその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and can obtain an image with a good correction result even when the image pickup surface is curved and image correction processing based on the optical characteristics of the lens is performed. It is an object of the present invention to provide an imaging apparatus and a control method thereof.
本発明の撮像装置は、撮像面が湾曲可能になされ、光学レンズにより前記撮像面に結像された光学像を撮像して画像データを生成する撮像手段と、前記光学レンズの光学特性を表すパラメータに基づいて、前記撮像手段の画像データに対する画像補正処理を行う補正手段と、前記撮像面を湾曲させる際の曲率を設定して、前記設定した曲率となるように前記撮像面を湾曲させる曲率制御手段と、前記撮像面の曲率が、前記光学レンズの光学特性に応じた第1の曲率とは異なる第2の曲率になされている場合には、前記光学レンズの光学特性を表すパラメータを前記第2の曲率に応じたパラメータに修正して、前記修正したパラメータに基づく前記画像補正処理を前記補正手段に行わせる補正制御手段とを有することを特徴とする。 An imaging apparatus according to the present invention has an imaging surface that can be curved, an imaging unit that captures an optical image formed on the imaging surface by an optical lens to generate image data, and a parameter that represents optical characteristics of the optical lens. Based on the above, a correction unit that performs an image correction process on the image data of the imaging unit, and a curvature control that sets the curvature when the imaging surface is curved and curves the imaging surface so as to have the set curvature And when the curvature of the imaging surface is a second curvature different from the first curvature according to the optical characteristic of the optical lens, a parameter representing the optical characteristic of the optical lens is And a correction control unit that corrects the parameter according to the curvature of 2 and causes the correction unit to perform the image correction process based on the corrected parameter.
本発明によれば、撮像面が湾曲し且つレンズの光学特性に基づく画像補正処理が行われる場合であっても、良好な補正結果の画像を得ることを可能にする。 According to the present invention, it is possible to obtain an image with a good correction result even when the imaging surface is curved and image correction processing based on the optical characteristics of the lens is performed.
<デジタルカメラシステムの概略構成例>
図1には、本実施形態のデジタルカメラシステムの一構成例を示す。本実施形態のデジタルカメラシステムは、カメラ本体であるカメラ100と交換レンズ150と記録媒体200とを有している。交換レンズ150と記録媒体200は、カメラ100に対して着脱可能となされている。
<Example of schematic configuration of digital camera system>
FIG. 1 shows an example of the configuration of the digital camera system of this embodiment. The digital camera system of this embodiment includes a
図1において、カメラ100の撮像部22は、CCDやCMOS素子等で構成される撮像素子を有している。撮像部22の撮像素子は、交換レンズ150のレンズ群151により撮像面上に結像された光学像を、電気信号に変換する。撮像部22は、A/D変換処理機能を備えおり、撮像素子にて撮像したアナログ撮像信号をデジタル画像データに変換する。また、本実施形態において、撮像素子は、後述するように撮像面が例えば三次元の凹曲面形状となるように湾曲可能となされた素子であり、その撮像面の湾曲形状を動的に切り替え可能、つまり湾曲形状の曲率を変更可能となされている。曲率制御部26は、システム制御部50からの指令に基づいて、撮像部22の撮像素子の湾曲形状を可変制御、つまり撮像面の曲率を制御する。なお、これら撮像部22の撮像素子と曲率制御部26の詳細な構成と、撮像素子の撮像面の湾曲形状の曲率を変更可能としている理由についての説明は後述する。
In FIG. 1, the
画像処理部24は、撮像部22から出力される画像データ、又は、メモリ制御部15から供給される画像データに対し、所定の現像処理と色変換処理を行う。また、画像処理部24は、画像補正処理の一例としての歪み補正等の幾何変換処理、画素補間、リサイズ処理等を行う。また、画像処理部24は、画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてTTL(スルー・ザ・レンズ)方式のAWB(オートホワイトバランス)処理も行っている。さらに、画像処理部24は、画像データを用い、システム制御部50が露光制御や測距制御を行う際に用いる情報を生成するための所定の演算処理をも行う。画像処理部24での所定の演算処理の結果の情報は、システム制御部50へ送られる。
The image processing unit 24 performs predetermined development processing and color conversion processing on the image data output from the
システム制御部50は、画像処理部24での所定の演算処理により生成された情報に基づいて、露光制御や測距制御を行う。システム制御部50は、露光制御として、いわゆるTTL方式のAE(自動露出)制御やEF(フラッシュ自動調光発光)制御を行う。また、システム制御部50は、測距制御として、画像処理部24による所定の演算処理結果の情報と、AF評価値検出部23から供給されるAF評価値とに基づいて、AF(オートフォーカス)制御を行う。AF評価値検出部23は、いわゆる位相差検出方式により検出される位相差検出情報やデジタル画像データから検出されるコントラスト情報等から、AF評価値を算出して、そのAF評価値の情報をシステム制御部50に出力する。
The
撮像部22から出力される画像データは、画像処理部24及びメモリ制御部15を介して、或いはメモリ制御部15を介して、メモリ32に書き込まれる。メモリ32は、所定枚数の静止画像データや、所定時間分の動画像データ及び音声データを格納するのに十分な記憶容量を備えている。また、メモリ32は、画像表示用のメモリ(いわゆるビデオメモリ)を兼ねている。D/A変換器13は、メモリ32に格納されている画像表示用のデータをアナログ信号に変換する。D/A変換器13によりアナログ信号に変換された画像表示用の信号は、表示部28に送られる。
Image data output from the
表示部28は、LCD等の表示器を備えており、その表示器の画面上に、D/A変換器13からのアナログ画像信号に応じた画像を表示する。また、本実施形態のカメラ100では、撮像部22から出力された画像データは、メモリ32を介して、逐次、D/A変換器13にてアナログ変換されて、表示部28に送られる。すなわち、この場合、表示部28には、撮像部22にて撮像されている画像が略々リアルタイムに表示され、表示部28は、いわゆる電子ビューファインダとして機能する。
The
不揮発性メモリ56は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばフラッシュメモリ等が用いられる。不揮発性メモリ56には、システム制御部50の動作用の定数、プログラム等が記憶される。ここでいう、プログラムとは、本実施形態にて後述する各種フローチャートを実行するためのプログラムのことである。
The
システム制御部50は、カメラ100の全体を制御する。システム制御部50は、前述した不揮発性メモリ56に記録されたプログラムを実行することで、後述する本実施形態に係る各処理を実現する。システムメモリ52は、RAMからなり、システム制御部50の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ56から読み出したプログラム等が展開される。また、システム制御部50は、メモリ32、D/A変換器13、表示部28等を制御することにより表示制御も行う。システムタイマー53は、各種制御に用いる時間や、内蔵された時計の時間を計測する計時部である。
The
モード切替スイッチ60、第1シャッタースイッチ62、第2シャッタースイッチ64、操作部70は、システム制御部50にユーザが各種の動作指示を入力するためのユーザインターフェイス用の操作デバイスである。
The mode switch 60, the
モード切替スイッチ60は、システム制御部50の動作モード(カメラ100の動作モード)を、ライブビュー表示モード、静止画撮影モード、動画撮影モード、再生モード等の複数種類の動作モードの中から何れかの動作モードに切り替える際に使用される。なお、静止画撮影モードには、オート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影設定となる各種シーンモード、プログラムAEモード、カスタムモード等がある。システム制御部50は、モード切替スイッチ60の切り替えに応じて、カメラ100の動作モードを、それら静止画撮影モードの中の何れかの撮影モードへ切り替える。また、システム制御部50は、モード切り替えスイッチ60により静止画記録撮影モードに一旦切り替えた後には、他の操作デバイスに対して、静止画撮影モードに含まれる各モードを割り当てることも可能となされている。この場合、システム制御部50は、他の操作デバイスからの操作に応じて、静止画撮影モードに含まれている各モードのいずれかのモードへの切り替えを行う。なお、動画撮影モードについても、静止画撮影モードの場合と同様に、複数種類のモードが含まれていてもよい。
The mode changeover switch 60 selects any one of a plurality of operation modes such as a live view display mode, a still image shooting mode, a moving image shooting mode, and a playback mode as the operation mode of the system control unit 50 (the operation mode of the camera 100). Used when switching to the operation mode. Note that the still image shooting mode includes an auto shooting mode, an auto scene discrimination mode, a manual mode, various scene modes for setting shooting for each shooting scene, a program AE mode, a custom mode, and the like. The
第1シャッタースイッチ62と第2シャッタースイッチ64は、カメラ100のシャッターボタン61に設けられている。第1シャッタースイッチ62は、シャッターボタン61のいわゆる半押し(撮影準備指示)操作でON(オン)となり、第1シャッタースイッチ信号SW1を発生する。システム制御部50は、第1シャッタースイッチ信号SW1により、AF(オートフォーカス)制御、AE(自動露出)制御、AWB(オートホワイトバランス)制御、EF(フラッシュ自動調光発光)制御等の動作を開始する。第2シャッタースイッチ64は、シャッターボタン61のいわゆる全押し(撮影指示)操作でON(オン)となり、第2シャッタースイッチ信号SW2を発生する。システム制御部50は、第2シャッタースイッチ信号SW2により、撮像部22の信号読み出しから記録媒体200への画像データ書き込みまでの、一連の撮影動作の制御を開始する。
The
操作部70は、メニューボタン、上下左右の4方向ボタン、セット(SET)ボタン等からなる。また、操作部70は、ユーザによる回転操作を検出可能なコントローラホイールを備えていてもよい。コントローラホイールは、ユーザによる回転操作がなされると、その操作量に応じて電気的なパルス信号を発生する。システム制御部50は、このパルス信号に基づいて、カメラ100の各部を制御する。また、システム制御部50は、このパルス信号によって、コントローラホイールが回転操作された角度や、何回転したかなどを判定することができる。なお、コントローラホイールは、回転操作が検出できる操作デバイスであればどのようなものでもよく、例えば、ユーザの回転操作に応じてコントローラホイール自体が回転してパルス信号を発生するダイヤルであってもよい。また、コントローラホイールは、いわゆるタッチセンサのように、コントローラホイール自体は回転せず、コントローラホイール上でのユーザの指等の回転動作などを検出するもの(いわゆる、タッチホイール)であってもよい。また、操作部70の各ボタン等は、表示部28に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面ごとに適宜機能が割り当てられるような、各種機能ボタンとしても使用可能となされている。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。また、操作部70の各ボタンの一つとして設けられているメニューボタンが押されると、システム制御部50は、各種の設定可能なメニュー画面を表示部28に表示させる。これにより、ユーザは、表示部28に表示されたメニュー画面と、上下左右の4方向ボタンやセットボタンなどを用いて、直感的に各種設定を行うことができる。
The
一例として、ユーザは、操作部70を使用することにより、絞り値(F値)を設定するための操作入力や、交換レンズ150が電動ズームレンズであるような場合のズーム位置を設定する操作入力などが可能となる。また、ユーザは、操作部70を使用することで、カメラ100の動作モードを、例えばライブビュー表示モードや動画像撮影モード、静止画像撮影モードなどのような各種撮影モードに設定することも可能となる。また、ユーザは、操作部70を使用することで、例えば後述するような撮像素子の暗電流量に応じたキズやダークシェーディングの発生を抑えるための設定をカメラ100に対して入力することも可能となる。その他にも、ユーザは、操作部70を使用することで、例えば様々な撮影シーンにおける特殊効果画像を得るための特殊効果設定をカメラ100に対して入力することも可能となる。
As an example, the user uses the
電源制御部80は、電池検出回路、DC−DCコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出などを行う。また、電源制御部80は、それらの検出結果及びシステム制御部50の指示に基づいて、DC−DCコンバータを制御し、記録媒体200を含む各部において必要な電圧を、必要な期間だけ供給する。
The power
電源部40は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やNiCd電池やNiMH電池、Li電池等の二次電池、ACアダプター等からなり、カメラ100の各部のみならず、交換レンズ150へも電力を供給する。記録媒体I/F18は、記録媒体200とのインターフェイスである。記録媒体200は、撮影された画像を記録するための半導体メモリや磁気ディスク等の記録媒体である。半導体メモリとしてはメモリカード、磁気ディスクとしてはハードディスク等が挙げられる。本体側レンズI/F55は、交換レンズ150側との間で情報のやり取りを行うためのインターフェイスである。
The
交換レンズ150は、カメラ100に対して着脱可能なレンズである。交換レンズ150は、フォーカスやズーム、絞り機構等を備えたレンズ群151を有する。また、交換レンズ150は、レンズ群151の各部を制御するレンズ制御部152、カメラ100内の本体側レンズI/F55との間で情報のやり取りを行うためのレンズI/F153を有する。さらに、交換レンズ150は、後述するようなレンズ情報を記憶するレンズ情報記憶部154をも有している。
The
<撮像素子の概略構成例>
図2には、本実施形態における撮像部22内の撮像素子の概略構成例を示す。図2において、単位画素201は、フォトダイオード(PD)202、転送スイッチ203、フローティングディフュージョン(FD)204、ソースフォロアとして機能する増幅MOSアンプ205、選択スイッチ206、リセットスイッチ207を有する。また、撮像部22の撮像素子は、信号線208、増幅MOSアンプ205の負荷となる定電流源209、制御線210、出力アンプ211、垂直走査回路212、読み出し回路213、水平走査回路214を有する。なお、図2では図の簡略化のために、単位画素201を4行×4列のみ示しているが、実際には非常に多数の単位画素201が2次元に配置されている。
<Schematic configuration example of image sensor>
In FIG. 2, the example of schematic structure of the image pick-up element in the image pick-up
単位画素201のPD202は、光を電荷に変換する。PD202で光電変換により発生した電荷は、転送パルスφTXに基づき転送スイッチ203により転送され、FD204に一時的に蓄積される。FD204と増幅MOSアンプ205と定電流源209は、フローティングディフュージョンアンプを構成している。選択パルスφSELにより選択スイッチ206で選択された単位画素201の信号電荷は、電圧に変換されて、信号線208を経て読み出し回路213に出力される。読み出し回路213は、水平走査回路214から制御線210を介して供給される駆動信号により、出力する信号を選択する。読み出し回路213から出力された信号は、出力アンプ211を経て撮像素子外部へ出力される。FD204に蓄積された電荷の除去は、リセットパルスφRESでリセットスイッチ207が駆動されることにより行われる。また、垂直走査回路212は、転送スイッチ203、選択スイッチ206、リセットスイッチ207の選択を行う。
The
<撮像面の曲率制御のための構成例>
以下、図3を用いて、撮像部22における撮像素子の撮像面の曲率を可変するメカニズムの概要を説明する。図3は、撮像部22とこの撮像部22に配設された曲率制御部26の概略断面図である。
<Configuration example for curvature control of imaging surface>
Hereinafter, an outline of a mechanism for changing the curvature of the imaging surface of the imaging element in the
図1に示した撮像部22は、撮像チップ301と、台座303と、底板306とを有して構成されている。撮像チップ301は、撮像素子の主要部であり板形状となされている。撮像チップ301の板形状の中央部分301cには、前述した複数の単位画素201が2次元的に配列された撮像領域が形成されており、この撮像領域が形成されている面が撮像面301aとなっている。撮像チップ301の周縁部301dには、前述した定電流源209、制御線210、出力アンプ211、垂直走査回路212、読み出し回路213、水平走査回路214などの周辺回路が配されている。
The
台座303は、撮像チップ301の撮像面301aを凹曲面形状となるように湾曲させる際に、この撮像チップ301の周縁部301dを裏側から支持する。台座303は、中央に開口部305を有している。また、台座303は、撮像チップ301が配される面側で且つ開口部305の開口端周囲に、平坦面304が形成されている。撮像チップ301の周縁部301dは、台座303の平坦面304に対して接着層を介して固定されている。また、台座303は、撮像チップ301が配される面に対して裏面側に、開口部305を閉塞する底板306が配されている。底板306は、湾曲等しない堅固な板状材からなり、台座303の底面つまり撮像チップ301が配される面に対する裏面に例えば接着層を介して固定されている。これにより、開口部305は、撮像チップ301と底板306により密閉されている。
The
また、底板306には、吸引部307を有する曲率制御部26が取り付けられている。吸引部307は、撮像チップ301と底板306とにより気密的に閉塞された開口部305内のガスを吸引して、開口部305内の気圧(負圧)を調整する。すなわち、吸引部307により、開口部305内の気圧が外気圧よりも下げられることで、撮像チップ301の撮像面301aは凹曲面形状に湾曲することになる。曲率制御部26は、吸引部307の吸引制御により開口部305内の気圧(負圧)を可変調整することで、撮像チップ301の撮像面301aの凹曲面形状の曲率を可変制御する。なお、図3中の点線は、曲率制御部26により撮像チップ301の湾曲形状が変更されて曲率が変わった際の一例を示している。
Further, the
ここで、本実施形態において、撮像素子の撮像面の湾曲形状の曲率を変更可能としている理由について簡単に説明する。本実施形態のカメラ100においては、以下に例示するような様々な目的で、撮像素子の撮像面の曲率を制御する。
Here, the reason why the curvature of the curved shape of the imaging surface of the imaging element can be changed in the present embodiment will be briefly described. In the
例えば撮像素子の撮像面が平坦面であるとすると、レンズを介して撮像素子の撮像面へ入射する光の入射角度は、例えばレンズ光軸から離れるほど、またレンズ画角が広い(焦点距離が短い)ほど、撮像面に垂直な角度から離れることになる。特に、撮像面へ入射する光の入射角度が撮像面に垂直な角度から離れるのは、撮像素子の撮像面においてレンズの光軸から離れた周辺部において顕著になる。このように、撮像面へ入射する光の入射角度が、撮像面に垂直な角度から離れると、像面湾曲収差や歪曲収差(ディストーション)、倍率色収差等の各種光学収差の影響が大きくなる。この場合、撮像素子の撮像面を湾曲させて、その撮像面への光の入射角度が撮像面の接線に対して垂直な角度に近づくようにすれば、像面湾曲収差やディストーション、倍率色収差等の各種光学収差の影響を抑えることが可能となる。また、これら光学収差やいわゆる周辺減光特性(周辺光量落ち)は、レンズと絞りのF値によっても変わるため、それらF値に応じて撮像面の曲率を制御することも考えられる。このように、像面湾曲やディストーション、倍率色収差等の各種光学収差の影響や周辺減光等を抑えることが、撮像素子の撮像面の曲率を制御する目的の一つとして考えられる。本実施形態では、これら像面湾曲やディストーション、倍率色収差等の各種光学収差や周辺減光等のような光学特性に対する補正を目的として、撮像素子の撮像面を湾曲させる際の曲率が設定される。本実施形態の場合は、これらの光学特性を補正するために設定される曲率が、第1の曲率となされている。なお、撮像面を湾曲させる際の第1の曲率は、像面湾曲やディストーション、倍率色収差等の各種光学収差や周辺減光等の各特性の何れか一つに対応した補正のための曲率であってもよいし、それら各特性をそれぞれある程度補正可能な曲率であってもよい。また、本実施形態において、第1の曲率には、曲率ゼロの場合つまり撮像面が平坦の場合も含まれる。 For example, assuming that the imaging surface of the imaging device is a flat surface, the incident angle of light incident on the imaging surface of the imaging device via the lens is, for example, farther from the lens optical axis, and the lens angle of view becomes wider (focal length is larger). The shorter it is, the further away from the angle perpendicular to the imaging surface. In particular, the fact that the incident angle of light incident on the imaging surface departs from the angle perpendicular to the imaging surface becomes prominent in the periphery of the imaging surface of the image sensor away from the optical axis of the lens. As described above, when the incident angle of the light incident on the imaging surface is away from the angle perpendicular to the imaging surface, the influence of various optical aberrations such as field curvature aberration, distortion, and lateral chromatic aberration increases. In this case, if the imaging surface of the imaging device is curved so that the incident angle of light on the imaging surface approaches an angle perpendicular to the tangent to the imaging surface, field curvature aberration, distortion, lateral chromatic aberration, etc. It is possible to suppress the influence of various optical aberrations. Further, since these optical aberrations and so-called peripheral dimming characteristics (peripheral light amount drop) also change depending on the F value of the lens and the diaphragm, it is conceivable to control the curvature of the imaging surface in accordance with these F values. Thus, suppressing the influence of various optical aberrations such as field curvature, distortion, lateral chromatic aberration, and peripheral light reduction is considered as one of the purposes for controlling the curvature of the imaging surface of the imaging device. In this embodiment, for the purpose of correcting optical characteristics such as various optical aberrations such as field curvature, distortion, lateral chromatic aberration, and peripheral light reduction, a curvature when the imaging surface of the imaging device is curved is set. . In the case of this embodiment, the curvature set to correct these optical characteristics is the first curvature. Note that the first curvature when the imaging surface is curved is a curvature for correction corresponding to any one of various optical aberrations such as curvature of field, distortion, lateral chromatic aberration, and peripheral dimming. There may be a curvature that can correct each of these characteristics to some extent. In the present embodiment, the first curvature includes a case where the curvature is zero, that is, a case where the imaging surface is flat.
また例えば、撮像素子を湾曲させた場合、撮像素子には応力(ストレス)が発生する。このように撮像素子に応力(ストレス)が発生している場合、撮像素子の暗電流量は変化することが知られている。具体的には、撮像素子の曲率が大きくなるように湾曲させて、撮像素子にかかる応力を大きくした場合、撮像素子の暗電流量は少なくなる。一方で、暗電流量が少なければ、撮像素子におけるキズやダークシェーディングは発生し難くなる。したがって、例えば撮像素子を湾曲させる際の曲率を大きくすれば、暗電流量を少なくでき、キズやダークシェーディングの発生を抑えることが可能となる。このように、暗電流量を少なくしてキズやダークシェーディングの発生を抑えることが、撮像素子の撮像面の曲率を制御する目的の一つとして考えられる。本実施形態においては、暗電流量を制御してキズやダークシェーディングを抑えるために設定される曲率が、第2の曲率の一例となされている。なお、予め複数の曲率と各暗電流量との対応関係を求めておけば、曲率を設定することで暗電流量は制御可能となる。 Further, for example, when the image sensor is bent, stress (stress) is generated in the image sensor. As described above, when stress (stress) is generated in the image sensor, it is known that the dark current amount of the image sensor changes. Specifically, when the curvature of the image sensor is increased to increase the stress applied to the image sensor, the dark current amount of the image sensor decreases. On the other hand, if the amount of dark current is small, scratches and dark shading in the image sensor are less likely to occur. Therefore, for example, if the curvature at the time of bending the image sensor is increased, the amount of dark current can be reduced, and the occurrence of scratches and dark shading can be suppressed. Thus, reducing the amount of dark current and suppressing the occurrence of scratches and dark shading can be considered as one of the purposes for controlling the curvature of the imaging surface of the imaging device. In the present embodiment, the curvature set for controlling the dark current amount to suppress scratches and dark shading is an example of the second curvature. If the correspondence relationship between a plurality of curvatures and each dark current amount is obtained in advance, the dark current amount can be controlled by setting the curvature.
また、例えば、撮像素子の撮像面を湾曲させた場合、例えば様々な撮影シーンにおける様々な特殊効果画像を得ることも可能になると考えられる。この場合、様々な撮影シーンに対応した複数種類の特殊効果設定の中から、例えばユーザ操作入力により何れかの撮像シーンの特殊効果設定が選択され、その選択された撮像シーンの特殊効果設定に応じて、撮像素子の曲率制御が行われる。このように、様々な撮影シーンの特殊効果設定の中から何れか選択された特殊効果設定による特殊効果画像を得ることが、撮像素子の撮像面の曲率を制御する目的の一つとして考えられる。本実施形態では、このように様々な撮影シーンの特殊効果画像を得るために設定される曲率が、第2の曲率の一例となされている。 For example, when the imaging surface of the imaging device is curved, it is considered that various special effect images in various shooting scenes can be obtained. In this case, a special effect setting for any one of the shooting scenes is selected from among a plurality of types of special effect settings corresponding to various shooting scenes, for example, by user operation input, and the special effect setting for the selected shooting scene is selected. Thus, curvature control of the image sensor is performed. As described above, obtaining a special effect image based on any special effect setting selected from special effect settings for various shooting scenes can be considered as one of the purposes of controlling the curvature of the imaging surface of the imaging device. In this embodiment, the curvature set for obtaining special effect images of various shooting scenes is an example of the second curvature.
<画像補正処理の説明>
本実施形態のカメラにおいて、画像処理部24は、補正手段の一例であり、前述したように例えばレンズの光学特性に基づく画像の歪みを補正するような各種の画像補正処理を行うようになされている。本実施形態において、画像処理部24で行われる画像補正処理としては、一例として、交換レンズ150が有する収差等の光学特性に応じた画像歪成分を、画像処理により補正するような場合が挙げられる。本実施形態の場合、画像処理部24は、交換レンズ150或いはカメラ本体に保持されているレンズ情報に基づいて画像補正処理を行うようになされている。
<Description of image correction processing>
In the camera of the present embodiment, the image processing unit 24 is an example of a correction unit, and performs various image correction processes such as correcting image distortion based on the optical characteristics of the lens as described above. Yes. In the present embodiment, as an example of the image correction processing performed by the image processing unit 24, there is a case where an image distortion component corresponding to optical characteristics such as aberration of the
以下、レンズ情報に基づく歪曲収差補正を一例として挙げて、画像処理部24にて行われる画像補正処理について説明する。なお、画像処理による歪曲収差補正に関しては、多くのレンズ一体型のデジタルカメラで既に行われている技術であり、ここではその詳細な説明について省略するが、概略としては以下のような処理となされている。 Hereinafter, the distortion correction based on the lens information will be described as an example, and the image correction process performed by the image processing unit 24 will be described. Note that distortion correction by image processing is a technique that has already been performed in many digital cameras integrated with a lens, and a detailed description thereof will be omitted here, but the following processing is generally performed. ing.
図4(a)は、歪曲収差補正が行われる際の画素値参照イメージを示した図である。図4(a)は、画像処理部24による歪曲収差の補正前の画像を二次元座標として表した参照座標イメージ402と、画像処理部24による補正後の画像を二次元座標として表した出力座標イメージ401とを示す図である。なお、図4(a)の例では、撮像中心の座標をO(x0,y0)、補正前の或る画素の座標をP'(x',y')、その画素が補正された後の画素の座標をP(x,y)としている。また、図4(a)の例では、撮像中心座標O(x0,y0)から補正後の画素の座標P(x,y)までの距離、つまり座標P(x,y)に対応する像高が「h」で表されている。同様に、撮像中心座標O(x0,y0)から補正前の画素の座標P'(x',y')までの距離、つまり座標P'(x',y')に対応する像高が「h'」で表されている。ここでは座標P(x,y)に対応する像高hを出力像高hと表記し、座標P'(x',y')に対応する像高h'を参照像高h'と表記する。そして、歪曲収差における歪曲の度合いを示す歪曲率D(h)は、参照像高h'と出力像高hとを用いた下記の式(1)で求められる。
FIG. 4A is a diagram illustrating a pixel value reference image when distortion correction is performed. FIG. 4A illustrates a reference coordinate
D(h)=h'/h ・・・式(1) D (h) = h ′ / h (1)
ここで、出力像高hと参照像高h'が同じである場合、歪曲率D(h)は「1」となり、歪曲収差は発生していない状態となる。ただし、一般的なレンズの場合には、撮像中心の座標O(x0,y0)から遠くなるほど、すなわち像高が大きくなるほど、歪曲率D(h)は低下し、歪曲収差の量は大きくなる。 Here, when the output image height h and the reference image height h ′ are the same, the distortion rate D (h) is “1”, and no distortion is generated. However, in the case of a general lens, as the distance from the coordinates O (x0, y0) of the imaging center increases, that is, as the image height increases, the distortion D (h) decreases and the amount of distortion increases.
図4(b)は、図4(a)の例に対して、具体的な像高としてh1,h2,h3,h4の四つの像高を描いた図である。これら四つの像高h1,h2,h3,h4は、h1<h2<h3<h4となっている。前述したように、像高が大きくなるほど歪曲率D(h)は低下して歪曲収差の量は大きくなるため、これらh1〜h4の例では像高が大きくなるにしたがって歪曲収差の影響も大きくなっている。 FIG. 4B is a diagram illustrating four image heights h1, h2, h3, and h4 as specific image heights with respect to the example of FIG. 4A. These four image heights h1, h2, h3, and h4 are h1 <h2 <h3 <h4. As described above, the distortion rate D (h) decreases and the amount of distortion increases as the image height increases. Therefore, in these examples of h1 to h4, the influence of distortion increases as the image height increases. ing.
図5は、歪曲収差がいわゆる樽型の歪曲収差である場合において、図4(b)で例示した各像高h1,h2,h3,h4に応じた歪曲率D(h)を示す図である。図5の横軸は出力像高hを示し、縦軸は出力像高hに対する歪曲率D(h)を示している。 FIG. 5 is a diagram illustrating the distortion rate D (h) corresponding to the image heights h1, h2, h3, and h4 illustrated in FIG. 4B when the distortion is a so-called barrel distortion. . The horizontal axis in FIG. 5 indicates the output image height h, and the vertical axis indicates the distortion D (h) with respect to the output image height h.
この図5に示した歪曲率D(h)のデータは、レンズの光学特性を表すパラメータの一つとしてレンズ情報内に含められ、交換レンズ150のレンズ情報記憶部154又はカメラ100の不揮発性メモリ56に保持されている。本実施形態のカメラ100の場合、図5に示した歪曲率D(h)をパラメータの一つとして含むレンズ情報が、システム制御部50による制御の基で画像処理部24に送られる。そして、画像処理部24は、図5に示した歪曲率のデータに基づいて、前述の図4(b)等に示した参照座標イメージ402で表される補正前のYUV画像に対して画像補正処理を行う。これにより、画像処理部24では、図4(b)等に示した出力座標イメージ401で表される補正後の画像が生成されることになる。
The data of the distortion rate D (h) shown in FIG. 5 is included in the lens information as one of the parameters representing the optical characteristics of the lens, and the lens
なお、歪曲率D(h)のデータは、撮像部22の出力画像の全画素に対応したデータとして保持されていてもよいが、全画素に対応した歪曲率データのデータ量は膨大になるため、実際には一部の歪曲率データのみを保持することでデータ量を低減している。なお、画像処理部24は、保持されていない歪曲率データについては、保持されている歪曲率データから例えば補間により求めている。具体例を挙げて説明すると、図5のようにh1,h2,h3,h4の4点の歪曲率データのみが保持されている場合、それら4点以外の像高に対応した歪曲率データは補間により求められる。例えば、図5の像高h12に対応した歪曲率データは、像高h1とh2に対応した歪曲率データから補間により求められる。なお、図5では、4点の像高に対応して四つの歪曲率データが保持された例を挙げているが、歪曲率データの保持数はこの例に限定されるものではない。
Note that the data of the distortion rate D (h) may be held as data corresponding to all the pixels of the output image of the
<歪曲率データが設定された歪曲収差テーブルの例>
前述したような、レンズの光学特性を表すパラメータの一つとして保持される歪曲率データは、例えば図6(a)に示すような歪曲収差テーブルとして、交換レンズ150のレンズ情報記憶部154又はカメラ100の不揮発性メモリ56に格納されている。なお、歪曲収差テーブルが例えば交換レンズ150のレンズ情報記憶部154に格納されている場合、カメラ100は、交換レンズ150が装着された際に、レンズ情報記憶部154から歪曲収差テーブルのデータを読み出して不揮発性メモリ56にロードする。一方、歪曲収差テーブルが例えばカメラ100の不揮発性メモリ56に格納されている場合、不揮発性メモリ56には、カメラ100に装着可能な複数の交換レンズに対応した歪曲収差テーブルが用意されている。この場合、カメラ100は、交換レンズ150からレンズ種別を表すデータを取得し、そのレンズ種別に対応した歪曲収差テーブルを、不揮発性メモリ56の中から読み出す。このようにレンズ種別のデータのみを取得する場合には、カメラ100に交換レンズ150が装着されたときの通信量を少なくすることができる。
<Example of distortion aberration table in which distortion rate data is set>
As described above, the distortion rate data held as one of the parameters representing the optical characteristics of the lens is, for example, as a distortion aberration table as shown in FIG. 6A, the lens
図6(a)の例は、交換レンズ150が例えばズームレンズである場合に、そのズームレンズの各焦点距離FL1〜FL5(ズーム位置)と各像高h1〜h4とに対応した歪曲率データd11〜d54を示した歪曲収差テーブルの一例である。この図6(a)に示した歪曲収差テーブルに相当するデータが、レンズ情報に含まれるパラメータの一つとして、例えば交換レンズ150のレンズ情報記憶部154又はカメラ100の不揮発性メモリ56に記憶されている。なお、図6(a)に例示した歪曲収差テーブルは、撮像部22の撮像面の曲率がゼロつまり撮像面が湾曲していない平坦面である場合に適用されるものである。この図6(a)において、一例として、歪曲率d23は、焦点距離FL2と像高h3に対応した歪曲率である。また、図6(a)の例では、FL1〜FL5の五つの焦点距離のみを挙げているが、前述の図5で説明した像高と歪曲率の場合と同様に、焦点距離と歪曲率においても補間を適用可能である。例えば、図6(a)の焦点距離FL1と焦点距離FL2の中間の焦点距離で像高h4に対応した歪曲率は、焦点距離FL1と像高h4から得られる歪曲率d14と、焦点距離FL2と像高h4から得られる歪曲率d24との補間により求めることができる。このような補間による焦点距離と歪曲率の算出は、例えばシステム制御部50により行われ、それら補間により算出された焦点距離と歪曲率のデータは例えばメモリ32等に保存される。
In the example of FIG. 6A, when the
なお、本実施形態のカメラ100は、前述したように、ライブビュー表示モードや動画像撮影モード、静止画像撮影モードなどのような各種撮影モードの機能を備えており、例えばユーザ操作入力に応じてそれら各撮影モードの切り替えが可能となされている。このように撮影モードが切り替えられた場合、その切り替え後の撮影モードに応じて、解像度や画像サイズ、読み出し画素数、画角などの設定が切り替えられることになる。具体的には、撮像部22の駆動モードが、切り替え後の撮影モードにおける解像度や画像サイズ、読み出し画素数、画角に対応した設定の駆動モードに切り替えられることになる。このように、カメラ100の動作モードに応じて解像度や画像サイズ、読み出し画素数、画角が変わり、撮像部22の駆動モードが切り替えられた場合、歪曲収差テーブルについても、そのときの駆動モードに応じたものが必要になる。このため、システム制御部50は、図6(a)に示したような歪曲収差テーブルを基に、ライブビュー表示モードや動画像撮影モード、静止画像撮影モードなどの各種撮影モードに応じた歪曲収差テーブルを設定し、それらをメモリ32等に保存させている。
Note that, as described above, the
<撮像面の曲率に応じた歪曲収差データが設定された歪曲率テーブル例>
図6(a)の歪曲収差テーブルは、撮像部22の撮像面撮像面が平坦面である場合のテーブルであるが、本実施形態のように撮像部22の撮像面が湾曲形状となされている場合には、例えば図6(b)に示すような歪曲収差テーブルが用いられる。この図6(b)の歪曲収差テーブルは、補正制御手段の一例であるシステム制御部50が、図6(a)の歪曲収差テーブルを撮像部22の撮像面の曲率に応じて修正することで生成されるものである。システム制御部50が撮像面の曲率に応じて歪曲収差テーブルを修正する処理の詳細説明については後述する。
<Example of distortion table in which distortion aberration data corresponding to the curvature of the imaging surface is set>
The distortion aberration table of FIG. 6A is a table when the imaging surface of the
図6(b)は、撮像部22の撮像面の曲率が例えば曲率c1である場合の歪曲収差テーブルを表したものである。図6(b)の歪曲収差テーブルは、撮像面の曲率が曲率c1である場合において、ズームレンズの各焦点距離FL1〜FL5と図5に示した各像高h1〜h4とに各々対応した歪曲率d11_c1〜d54_c1が示されたテーブルである。なお、図6(b)の例においても図6(a)の場合と同様に、焦点距離と歪曲率に対して補間が適用可能である。
FIG. 6B shows a distortion aberration table when the curvature of the imaging surface of the
この図6(b)において、例えば歪曲率d23_c1は、焦点距離FL2と像高h3に対応した歪曲率である。ここで、図6(b)の各歪曲率が撮像面の曲率c1のみで決まると仮定した場合、例えば歪曲率d23_c1は、下記の式(2)のように表現できる。 In FIG. 6B, for example, the distortion d23_c1 is a distortion corresponding to the focal length FL2 and the image height h3. Here, when it is assumed that each distortion in FIG. 6B is determined only by the curvature c1 of the imaging surface, for example, the distortion d23_c1 can be expressed as the following Expression (2).
d23_c1=d23・F(c1) ・・・式(2) d23_c1 = d23 · F (c1) (2)
なお、図(2)中のd23は、図6(a)の焦点距離FL2と像高h3に対応した歪曲率d23であり、式(2)中のF(c1)は歪曲率補正係数である。歪曲率補正係数F(c1)は、撮像面の曲率c1に応じて一意に決まる係数である。図6(b)における他の歪曲率においても同様に、歪曲補正係数F(c1)を乗じることで算出することができる。 Note that d23 in FIG. 2 is a distortion d23 corresponding to the focal length FL2 and the image height h3 in FIG. 6A, and F (c1) in equation (2) is a distortion correction coefficient. . The distortion correction coefficient F (c1) is a coefficient uniquely determined according to the curvature c1 of the imaging surface. Similarly, the other distortion rates in FIG. 6B can be calculated by multiplying the distortion correction coefficient F (c1).
すなわち、図6(b)の歪曲収差テーブルは、図6(a)の歪曲収差テーブルの各歪曲率d11〜d54に対して、曲率c1に応じた歪曲補正係数F(c1)を式(2)のように乗ずることで得られたテーブルである。本実施形態の場合、システム制御部50が、図6(a)の歪曲収差テーブルを、曲率c1に応じた歪曲補正係数F(c1)を乗ずることで修正したものが、図6(b)の歪曲収差テーブルとなっている。
That is, in the distortion aberration table of FIG. 6B, the distortion correction coefficient F (c1) corresponding to the curvature c1 is expressed by the equation (2) for each of the distortion ratios d11 to d54 of the distortion aberration table of FIG. It is a table obtained by multiplying like. In the case of this embodiment, the
そして、本実施形態において、画像処理部24は、図6(b)の歪曲補正テーブルの歪曲率データに基づいて、前述の図4(b)に示した参照座標イメージ402で表される補正前のYUV画像に対して画像補正処理を行う。これにより、撮像部22の撮像面が曲率c1で湾曲している場合であっても、画像処理部24からは、図4(b)に示した出力座標イメージ401のように歪曲収差が補正された画像が出力されることになる。
In this embodiment, the image processing unit 24 performs the pre-correction represented by the reference coordinate
<撮影の際の処理手順と曲率に応じた歪曲補正テーブルの変更手順>
図7には、例えば静止画撮影モードでカメラ100を起動させ、静止画像の撮影から記録が行われるまでの流れをフローチャートにより表している。なお、カメラ起動時には各部初期化や各種ユーザ操作の対応処理、AEとAF処理、レンズの光学特性に応じて撮像面を第1の曲率にする等の各種処理が行われるが、図7では第2の曲率への変更と歪曲補正テーブルの修正に関する部分のみを挙げて説明する。また、図7のフローチャートの処理は、システム制御部50が各部を制御することにより行われる。
<Processing procedure during shooting and change procedure of distortion correction table according to curvature>
FIG. 7 is a flowchart illustrating the flow from the shooting of a still image to the recording thereof when the
図7のフローチャートにおいて、カメラ100に対し、ユーザから操作部70を介して電源ON(オン)の指示が入力されると、システム制御部50は、先ずステップS701の処理として、カメラ100に交換レンズ150が装着されているか否かを判定する。システム制御部50は、ステップS701において、交換レンズ150からの信号等が得られないため、交換レンズ150が装着されていないと判定した場合には処理をステップS703へ進める。一方、システム制御部50は、ステップS701において、交換レンズ150から信号等が得られたため、交換レンズ150が装着されていると判定した場合には処理をステップS702へ進める。
In the flowchart of FIG. 7, when a power ON instruction is input from the user via the
ステップS703では、システム制御部50は、不揮発性メモリ56内に予め格納されているデフォルトレンズ情報を読み出して、メモリ32に保存する。なお、デフォルトレンズ情報は、カメラ100に交換レンズ150が装着されていなくても後述するステップS704以降の処理のための制御を可能にするために予め用意されている情報である。デフォルトレンズ情報は、一例として、前述のような歪曲収差テーブルにおいて、予め決められた所定の焦点距離と複数の像高とに対応した歪曲率データが設定された歪曲収差テーブルを含む情報となされている。また、デフォルトレンズ情報は、カメラ100に装着された交換レンズ150がレンズ情報を保持していないレンズであるような場合にも用いることができる。このステップS703の後、システム制御部50は、処理をステップS704へ進める。
In step S <b> 703, the
ステップS702では、システム制御部50は、本体側レンズI/F55を介して、交換レンズ150のレンズ情報記憶部154に格納されているレンズ情報を取得し、そのレンズ情報をメモリ32に保存する。この場合のレンズ情報は、交換レンズ150に固有のレンズ情報であり、交換レンズ150の光学特性を表すパラメータとして、例えば前述の図6(a)のような歪曲収差テーブルを含んだ情報となされている。なお、システム制御部50は、不揮発性メモリ56に予め記憶されている複数のレンズ情報の中から、交換レンズ150に対応したレンズ情報を取得してもよい。ステップS702の後、システム制御部50は、処理をステップS704へ進める。
In step S <b> 702, the
ステップS704では、システム制御部50は、例えば操作部70を介したユーザ操作等により、撮像面の曲率変更を行うか否かを判定する。本実施形態において、ステップS704での曲率変更の判定は、交換レンズ150の光学特性に応じた第1の曲率から、その第1の曲率とは異なる第2の曲率への変更が行われるか否かの判定である。また、本実施形態において、ステップS704における操作部70を介したユーザ操作は、例えば前述した撮像素子の暗電流量に応じたキズやダークシェーディングの発生を抑えるための設定をカメラ100に入力するための操作を挙げることができる。また、ステップS704における操作部70を介したユーザ操作は、例えば様々な撮影シーンで特殊効果画像を得るための特殊効果設定をカメラ100に入力するための操作であってもよい。そして、システム制御部50は、ステップS704において、撮像面の曲率変更を行うと判定した場合には、処理をステップS705へ進め、一方、曲率変更を行わないと判定した場合には、処理をステップS707へ進める。
In step S <b> 704, the
ステップS705では、システム制御部50は、曲率制御部26を制御することにより、撮像部22の撮像面の曲率を変更させる。具体的には、システム制御部50は、湾曲制御部26を制御して、撮像面の曲率を、交換レンズ150の光学特性に応じた第1の曲率から、撮像素子の暗電流量制御や特殊効果設定等に応じた第2の曲率に変更させる。このステップS705の後、システム制御部50は、処理をステップS706へ進める。
In step S <b> 705, the
ステップS706では、システム制御部50は、メモリ32に保存されているレンズ情報内の例えば前述の図6(a)に示したような歪曲収差テーブルを、撮像面の現在の曲率(第2の曲率)に応じて、前述の図6(b)で説明したようなテーブルに修正する。そして、システム制御部50は、この修正後の歪曲収差テーブルのデータをメモリ32内の別領域に保存させる。すなわち、システム制御部50は、ステップS702又はS703でメモリ32に保存した歪曲収差テーブルに対して上書きは行わずにそのまま保持しておき、前述の修正後の歪曲収差テーブルをメモリ32の別領域に保存させる。これにより、例えば後に、別の曲率に応じた歪曲収差テーブルの修正が必要になった場合に、交換レンズ150或いは不揮発性メモリ56から歪曲収差テーブルを再度読み出すことを省略でき、処理の高速化が図れることになる。ステップS707の後、システム制御部50は、処理をステップS707へ進める。
In step S706, the
ステップS707では、システム制御部50は、第2シャッタースイッチ64が操作されたかどうかでレリーズがなされたか否かを判定する。システム制御部50は、ステップS707において、レリーズがなされたと判定した場合には処理をステップS708へ進め、一方、レリーズがなされていないと判定した場合には処理をステップS704へ戻す。
In step S707, the
ステップS708では、システム制御部50は、シャッター101、撮像部22、メモリ制御部15等を制御して静止画撮影処理を行わせ、その静止画撮影処理により得られたRAW画像データをメモリ32へ保存させる。ステップS708の後、システム制御部50は、処理をステップS709へ進める。
In step S <b> 708, the
ステップS709では、システム制御部50は、画像処理部24を制御して、メモリ32からRAW画像データを読み出させる。このときの画像処理部24は、メモリ32から読み出したRAW画像データに対して現像処理を行い、その現像処理により得られたYUV画像データをメモリ32に保存させる。ステップS709の後、システム制御部50は、処理をステップS710へ進める。
In step S <b> 709, the
ステップS710では、システム制御部50は、画像処理部24を制御して、メモリ32から、前述したように現在の曲率(第2の曲率)に応じて修正された歪曲収差テーブルを読み出させる。したがって、このときの画像処理部24は、その修正後の歪曲収差テーブルを用いた画像処理により、歪曲収差補正処理を行うことになる。そして、画像処理部24は、この画像処理による歪曲収差補正処理後の画像データをメモリ32に保持させる。ステップS710の後、システム制御部50は、処理をステップS711へ進める。
In step S710, the
ステップS711では、システム制御部50は、画像処理部24を制御して、前述の画像処理による歪曲収差補正処理後の画像データをメモリ32から読み出させる。このときの画像処理部24は、その画像データに対して圧縮処理を行う。そして、システム制御部50は、圧縮処理後の画像データを、記録媒体200に記録させた後、この図7のフローチャートの処理を終了する。
In step S <b> 711, the
なお、図7の例では、カメラ100の撮影モードが静止画像撮影モードである場合を挙げているが、本実施形態のカメラ100は、撮影モードがライブビュー表示モードや動画像撮影モード等であっても、前述同様に曲率に対応した歪曲収差補正を行える。
In the example of FIG. 7, the case where the shooting mode of the
以上説明したように、本実施形態のカメラ100は、撮像面の曲率が変更されたとき、或いは交換レンズ150が装着されたときに、その交換レンズ150の光学特性を表すパラメータ(テーブル)を、予め用意された補正係数を用いて修正する。そして、本実施形態のカメラ100は、その修正後のパラメータを用いた画像補正処理を行うことで、撮像面の曲率に適応した画像補正処理を迅速に行うことができる。これにより、本実施形態のカメラ100によれば、良好な補正結果の画像を得ることができる。
As described above, the
なお、前述の例では、歪曲率補正係数として撮像面の曲率c1に対応した補正係数のみを例に挙げて説明したが、本実施形態のカメラ100は、複数の曲率に応じた複数の歪曲率補正係数を、予めカメラ100内の不揮発性メモリ56に記憶している。システム制御部50は、前述のように様々な理由により撮像部22の撮像面の曲率が変更された場合、不揮発性メモリ56内に記憶された歪曲率補正係数の中から曲率に応じた歪曲率補正係数を選択して読み出す。さらに、システム制御部50は、その歪曲率補正係数を用いて、前述したように歪曲収差テーブルを修正し、その修正後の歪曲収差テーブルをメモリ32に保存させる。また、このとき、システム制御部50は、ライブビュー表示モードや動画像撮影モード、静止画像撮影モードなどのような各種撮影モードに応じた歪曲収差テーブルの設定についても更新する。そして、システム制御部50は、画像処理部24による画像補正処理が行われる際に、メモリ32から修正後の歪曲収差テーブルを読み出させることで、その修正後の歪曲収差テーブルによる画像補正処理を画像処理部24に行わせる。これにより、画像処理部24は、曲率変更に応じた歪曲収差補正処理を迅速に行うことが可能となる。
In the above example, only the correction coefficient corresponding to the curvature c1 of the imaging surface has been described as an example of the distortion correction coefficient. However, the
また、前述の実施形態では、レンズの歪曲収差補正を例に挙げて説明してきたが、倍率色収差補正などの他の収差についても同様の対応が可能であり、また、レンズの光学特性に起因する周辺減光のようなシェーディングの補正等にも同様に適用可能である。すなわち、レンズ情報のパラメータの一つとして予め用意されている各種収差テーブルやシェーディング補正用のテーブルを、撮像面の曲率に応じて修正することにより、撮像面の曲率に適応した各種収差やシェーディング補正が可能となる。例えば、倍率色収差補正の場合、撮像部22の撮像面は、レンズ情報のパラメータの一つである倍率色収差データに基づいて第1の曲率に設定される。またこの場合、画像処理部24では、倍率色収差データに基づく画像補正処理が行われる。そして、例えばユーザ操作等に応じて前述した暗電流量の制御や特殊効果設定を行うために、撮像部22の撮像面が第2の曲率になされた場合、システム制御部50は、倍率色収差テーブルを第2の曲率に応じて修正する。これにより、画像処理部24では、その修正後の倍率色収差テーブルによる画像補正処理が行われることになる。シェーディング補正の場合も同様に、曲率が変更された際にシェーディング補正用のテーブルが修正され、画像処理部24では、その修正後のテーブルによる画像補正処理が行われる。
In the above-described embodiment, the correction of the distortion of the lens has been described as an example. However, the same can be applied to other aberrations such as the correction of the chromatic aberration of magnification, and also due to the optical characteristics of the lens. The present invention can be similarly applied to shading correction such as peripheral light reduction. That is, various aberration tables and shading correction tables prepared in advance as one of the parameters of the lens information are corrected according to the curvature of the imaging surface, thereby correcting various aberrations and shading corrections adapted to the curvature of the imaging surface. Is possible. For example, in the case of magnification chromatic aberration correction, the imaging surface of the
<その他の実施形態>
前述の実施形態では、交換レンズ150から取得又は不揮発性メモリ56から読み出したレンズ情報のパラメータを曲率に応じて修正したが、画像補正処理に用いる補正用パラメータ(前述した歪曲収差テーブル等)は新たに作成されてもよい。システム制御部50は、光学レンズの光学特性に対応した補正用パラメータを生成する生成手段として機能し、交換レンズ150がカメラ100に装着されたとき、交換レンズ150の種別に応じた複数の曲率パターンに対応した複数の補正用パラメータを作成する。具体的には、システム制御部50は、交換レンズ150のレンズ種別の情報のみを取得又は不揮発性メモリ56から読み出す。この場合のレンズ種別は、短焦点レンズやズームレンズ等を表す種別である。例えばレンズ種別がズームレンズを示している場合、その交換レンズ150における前述の図6(a)等で説明したような各焦点距離がわかることになる。したがって、システム制御部50は、レンズ種別の情報に基づいて、そのレンズ種別における各焦点距離に対応可能な複数の曲率パターンを求め、それら各曲率パターンに対応した複数の補正用パラメータを生成してメモリ32に保存させる。そして、撮像面の曲率が変更されたとき、システム制御部50は、そのときの曲率に応じた補正用パラメータをメモリ32から読み出して、画像処理部24の画像補正処理を行わせる。これにより、撮像面の曲率が変更される毎に交換レンズ150との間でデータ通信を行うようなことは不要となり、通信量を低減することができる。また、この例の場合、撮像面の曲率が変更される毎に補正用パラメータ(前述の歪曲収差テーブル等)を生成する必要がないため、画像処理部24は迅速な画像補正処理が可能となる。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the parameter of the lens information acquired from the
また、前述の実施形態では、レンズの特性等に応じて撮像面の曲率を動的に切り替え可能な例を挙げたが、撮像面の曲率は、特定のレンズの特性に応じた固定の曲率となされていてもよい。この例においても、前述したようにレンズの光学特性に応じた収差テーブル等を修正し、その修正後のテーブルを用いて画像補正を行う処理が適用可能である。一例として、特定のレンズと組み合わせた場合の歪曲収差補正を目的として撮像面の曲率が決定されているカメラに対し、例えば撮像面が平坦面となされたカメラでの使用を前提とした既存のレンズが装着されたような場合にも適用可能である。この例の場合、カメラ100は、交換レンズ150が着脱可能となされたカメラであり、そのカメラ100の撮像部22の撮像素子は、特定のレンズの光学特性に応じた曲率となるように撮像面が湾曲したものとなされる。また、この例の場合、撮像面の曲率は、特定のレンズの光学特性に応じた曲率に固定されるため、図1で説明したような曲率を変更可能にするための曲率制御部26は必ずしも必要ない。またこの例の場合、画像処理部24は、装着された交換レンズ150の光学特性を表すパラメータに基づいて、撮像部22の画像データに対して画像補正処理を行う。そして、特定のレンズとは異なる光学特性の交換レンズ150が装着された場合、システム制御部50は、その交換レンズ150の光学特性を表すパラメータ(前述のテーブル)を、撮像面の曲率(固定の曲率)に応じたパラメータ(テーブル)に修正する。なお、特定のレンズとは異なる光学特性の交換レンズ150としては、一例として、撮像面の曲率がゼロつまり撮像面が平坦面となされたカメラ用のレンズを挙げることができる。これにより、画像処理部24は、その修正したパラメータ(テーブル)に基づく画像補正処理が行われることになる。このように、特定のレンズに対応して撮像面の曲率が決定されたカメラに、例えば撮像面が平坦面用となされた既存レンズが装着された場合でも、撮像面が湾曲形状となされていることで収差特性が低下してしまうのを最小限に抑えることが可能になる。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the curvature of the imaging surface can be dynamically switched according to the characteristics of the lens, etc. has been given, but the curvature of the imaging surface is a fixed curvature according to the characteristics of a specific lens. May have been made. Also in this example, as described above, the process of correcting the aberration table corresponding to the optical characteristics of the lens and performing image correction using the corrected table can be applied. As an example, for a camera whose curvature of the imaging surface is determined for the purpose of correcting distortion when combined with a specific lens, for example, an existing lens that is assumed to be used in a camera having a flat imaging surface. It can be applied to the case where is mounted. In this example, the
その他、前述の実施形態では、レンズを交換可能なカメラ100を例に挙げたが、カメラはいわゆるレンズ一体型カメラであってもよい。この場合のレンズ一体型カメラは、撮像面の曲率がレンズの光学特性に対応した曲率(第1の曲率)となされおり、また、レンズの光学特性に応じたパラメータに基づいて画像補正処理が行われる。そして、このレンズ一体型カメラにおいて、例えば前述の特殊効果設定などを目的として撮像面の曲率が第2の曲率に変更されたような場合には、レンズの光学特性に応じたパラメータが、その曲率に応じて修正される。これにより、レンズ一体型カメラにおいても、前述の実施形態の場合と同様に、撮像面の曲率に適応した画像補正処理が行われて、良好な補正結果の画像を得ることができる。
In addition, in the above-described embodiment, the
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
上述の実施形態は、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。即ち、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。 The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
100 カメラ、150 交換レンズ、22 撮像部、24 画像処理部、26 曲率制御部、32 メモリ、50 システム制御部、151 レンズ群、154 レンズ情報記憶部 100 Camera, 150 Interchangeable Lens, 22 Imaging Unit, 24 Image Processing Unit, 26 Curvature Control Unit, 32 Memory, 50 System Control Unit, 151 Lens Group, 154 Lens Information Storage Unit
Claims (11)
前記光学レンズの光学特性を表すパラメータに基づいて、前記撮像手段の画像データに対する画像補正処理を行う補正手段と、
前記撮像面を湾曲させる際の曲率を設定して、前記設定した曲率となるように前記撮像面を湾曲させる曲率制御手段と、
前記撮像面の曲率が、前記光学レンズの光学特性に応じた第1の曲率とは異なる第2の曲率になされている場合には、前記光学レンズの光学特性を表すパラメータを前記第2の曲率に応じたパラメータに修正して、前記修正したパラメータに基づく前記画像補正処理を前記補正手段に行わせる補正制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 An image pickup unit configured to be able to bend the image pickup surface, pick up an optical image formed on the image pickup surface by an optical lens, and generate image data;
Correction means for performing image correction processing on image data of the imaging means based on a parameter representing optical characteristics of the optical lens;
Curvature control means for setting a curvature when the imaging surface is curved and curving the imaging surface so as to be the set curvature,
When the curvature of the imaging surface is a second curvature different from the first curvature according to the optical characteristics of the optical lens, a parameter representing the optical characteristics of the optical lens is set as the second curvature. An image pickup apparatus comprising: a correction control unit that corrects the parameter according to the parameter and causes the correction unit to perform the image correction process based on the corrected parameter.
前記光学レンズの光学特性を表すパラメータは、装着された交換レンズから取得したパラメータ、又は、複数の交換レンズに対応して予め記憶している複数のパラメータの中から、装着された交換レンズに応じて選択されたパラメータであり、
前記光学レンズの光学特性は、複数種類の光学特性からなり、
前記補正手段は、前記複数種類の光学特性の中の少なくとも一つの光学特性を表すパラメータに基づいて、前記画像補正処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The optical lens is a detachable interchangeable lens,
The parameter representing the optical characteristics of the optical lens depends on the mounted interchangeable lens from among the parameters acquired from the mounted interchangeable lens or a plurality of parameters stored in advance corresponding to the plurality of interchangeable lenses. Selected parameters,
The optical characteristic of the optical lens consists of a plurality of types of optical characteristics,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the correction unit performs the image correction processing based on a parameter representing at least one of the plurality of types of optical characteristics.
前記補正手段は、前記光学レンズの光学特性を表すパラメータを基に、前記撮像手段の駆動モードに応じたパラメータを設定し、前記設定したパラメータに基づいて前記画像補正処理を行い、
前記補正制御手段は、前記駆動モードに応じて設定されたパラメータを前記第2の曲率に応じたパラメータに修正して、前記修正したパラメータに基づく前記画像補正処理を前記補正手段に行わせることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 The imaging means generates the image data by performing imaging in a drive mode set to any one of a plurality of types of drive modes,
The correction means sets a parameter according to the drive mode of the imaging means based on a parameter representing the optical characteristics of the optical lens, performs the image correction processing based on the set parameter,
The correction control means corrects a parameter set according to the drive mode to a parameter according to the second curvature, and causes the correction means to perform the image correction processing based on the corrected parameter. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is characterized.
前記光学レンズの光学特性を表すパラメータに基づいて前記撮像手段の撮像面の曲率を前記第1の曲率に設定しており、
前記撮像手段に生ずる暗電流量の制御がなされる場合に、前記制御される暗電流量に応じて、前記撮像面の曲率の設定を前記第2の曲率に変更することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像装置。 The curvature control means includes
The curvature of the imaging surface of the imaging means is set to the first curvature based on a parameter representing the optical characteristics of the optical lens,
When the dark current amount generated in the imaging means is controlled, the curvature setting of the imaging surface is changed to the second curvature according to the controlled dark current amount. The imaging device according to any one of 1 to 4.
前記光学レンズの光学特性を表すパラメータに基づいて前記撮像手段の撮像面の曲率を前記第1の曲率に設定しており、
複数種類の撮影シーンに対応した複数種類の特殊効果設定の中の何れか一つの特殊効果設定に対応した特殊効果画像を前記撮像手段に撮像させる場合に、前記一つの特殊効果設定に応じて、前記撮像面の曲率の設定を前記第2の曲率に変更することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像装置。 The curvature control means includes
The curvature of the imaging surface of the imaging means is set to the first curvature based on a parameter representing the optical characteristics of the optical lens,
When causing the imaging means to capture a special effect image corresponding to any one of a plurality of types of special effect settings corresponding to a plurality of types of shooting scenes, according to the one special effect setting, The imaging apparatus according to claim 1, wherein the setting of the curvature of the imaging surface is changed to the second curvature.
撮像面が湾曲可能になされ、装着された光学レンズにより前記撮像面に結像された光学像を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
前記撮像面を湾曲させる際の曲率を設定して、前記設定した曲率となるように前記撮像面を湾曲させる曲率制御手段と、
装着された光学レンズの種別に応じて、前記撮像面を湾曲させる際の複数の曲率パターンに各々対応した複数の補正用パラメータを生成する生成手段と、
前記撮像面の曲率に基づいて、前記複数の補正用パラメータの中から選択した補正用パラメータを用いて、前記撮像手段の画像データに対する画像補正処理を行う補正手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 In an imaging device in which an optical lens is detachable,
An image pickup unit configured to be able to bend the image pickup surface and to generate an image data by picking up an optical image formed on the image pickup surface by a mounted optical lens;
Curvature control means for setting a curvature when the imaging surface is curved and curving the imaging surface so as to be the set curvature,
Generating means for generating a plurality of correction parameters respectively corresponding to a plurality of curvature patterns when the imaging surface is curved according to the type of the mounted optical lens;
And a correction unit that performs an image correction process on the image data of the imaging unit using a correction parameter selected from the plurality of correction parameters based on the curvature of the imaging surface. apparatus.
特定の光学レンズの光学特性に応じた曲率となるように撮像面が湾曲しており、装着された光学レンズにより前記撮像面に結像された光学像を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
装着された光学レンズの光学特性を表すパラメータに基づいて、前記撮像手段の画像データに対して画像補正処理を行う補正手段と、
前記特定の光学レンズとは光学特性の異なる光学レンズが装着された場合には、前記異なる光学レンズの光学特性を表すパラメータを前記撮像面の曲率に応じたパラメータに修正して、前記修正したパラメータに基づく前記画像補正処理を前記補正手段に行わせる補正制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 In an imaging device in which an optical lens is detachable,
Imaging means for generating an image data by imaging an optical image formed on the imaging surface by a mounted optical lens having a curved imaging surface so as to have a curvature according to the optical characteristics of a specific optical lens When,
Correction means for performing image correction processing on image data of the imaging means based on a parameter representing optical characteristics of the mounted optical lens;
When an optical lens having a different optical characteristic from that of the specific optical lens is mounted, the parameter indicating the optical characteristic of the different optical lens is corrected to a parameter corresponding to the curvature of the imaging surface, and the corrected parameter An image pickup apparatus comprising: a correction control unit that causes the correction unit to perform the image correction process based on the image.
補正手段が、前記光学レンズの光学特性を表すパラメータに基づいて、前記撮像手段の画像データに対する画像補正処理を行うステップと、
曲率制御手段が、前記撮像面を湾曲させる際の曲率を設定して、前記設定した曲率となるように前記撮像面を湾曲させるステップと、
前記撮像面の曲率が前記光学レンズの光学特性に応じた第1の曲率とは異なる第2の曲率になされている場合に、補正制御手段が、前記光学レンズの光学特性を表すパラメータを前記第2の曲率に応じたパラメータに修正して、前記修正したパラメータに基づく前記画像補正処理を前記補正手段に行わせるステップと
を含むことを特徴とする撮像装置の制御方法。 An imaging unit having an imaging surface capable of being bent, and imaging an optical image formed on the imaging surface by an optical lens to generate image data;
A correcting unit performing an image correction process on the image data of the imaging unit based on a parameter representing an optical characteristic of the optical lens;
A curvature control unit setting a curvature when the imaging surface is curved, and curving the imaging surface to have the set curvature;
When the curvature of the imaging surface is a second curvature different from the first curvature according to the optical characteristics of the optical lens, the correction control means sets a parameter representing the optical characteristics of the optical lens as the first curvature. And a step of causing the correction means to perform the image correction process based on the corrected parameter.
撮像面が湾曲可能になされた撮像手段が、装着された光学レンズにより前記撮像面に結像された光学像を撮像して画像データを生成するステップと、
曲率制御手段が、前記撮像面を湾曲させる際の曲率を設定して、前記設定した曲率となるように前記撮像面を湾曲させるステップと、
生成手段が、装着された光学レンズの種別に応じて、前記撮像面を湾曲させる際の複数の曲率パターンに各々対応した複数の補正用パラメータを生成するステップと、
補正手段が、前記撮像面の曲率に基づいて、前記複数の補正用パラメータの中から選択した補正用パラメータを用いて、前記撮像手段の画像データに対する画像補正処理を行うステップと
を含むことを特徴とする撮像装置の制御方法。 A method for controlling an imaging device in which an optical lens is detachable,
An imaging unit having an imaging surface capable of being bent, and imaging an optical image formed on the imaging surface by an optical lens mounted thereon to generate image data;
A curvature control unit setting a curvature when the imaging surface is curved, and curving the imaging surface to have the set curvature;
Generating a plurality of correction parameters respectively corresponding to a plurality of curvature patterns when the imaging surface is curved according to the type of the mounted optical lens;
And a correction unit including a step of performing an image correction process on the image data of the imaging unit using a correction parameter selected from the plurality of correction parameters based on the curvature of the imaging surface. A method for controlling the imaging apparatus.
特定の光学レンズの光学特性に応じた曲率となるように撮像面が湾曲した撮像手段が、装着された光学レンズにより前記撮像面に結像された光学像を撮像して画像データを生成するステップと、
補正手段が、装着された光学レンズの光学特性を表すパラメータに基づいて、前記撮像手段の画像データに対して画像補正処理を行うステップと、
前記特定の光学レンズとは異なる光学レンズが装着された場合に、補正制御手段が、前記異なる光学レンズの光学特性を表すパラメータを前記撮像面の曲率に応じたパラメータに修正して、前記修正したパラメータに基づく前記画像補正処理を前記補正手段に行わせるステップと
を含むことを特徴とする撮像装置の制御方法。 A method for controlling an imaging device in which an optical lens is detachable,
A step in which an imaging means whose imaging surface is curved so as to have a curvature according to the optical characteristics of a specific optical lens captures an optical image formed on the imaging surface by a mounted optical lens and generates image data; When,
Correcting the image data of the imaging unit based on a parameter representing the optical characteristics of the mounted optical lens;
When an optical lens different from the specific optical lens is mounted, the correction control unit corrects the parameter representing the optical characteristics of the different optical lens to a parameter corresponding to the curvature of the imaging surface, and the correction is made. And a step of causing the correction means to perform the image correction processing based on a parameter.
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JP2019208168A (en) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus, control method thereof, and program |
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