JP2017085321A - 撮像装置およびその制御方法ならびにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】装着するレンズユニットに応じて、より簡易かつ適切に撮像素子の曲率を制御する。
【解決手段】撮像装置は、撮像面が湾曲可能に構成された撮像素子を有し、撮影光学系における撮影光学系の瞳距離と光学的な特性の関係を示す光学情報を取得しＳ６０４、光学情報と撮影光学系の撮影時における瞳距離とに基づいて撮影光学系の撮影時における瞳距離に対応する光学的な特性を補正するための撮像面の曲率を決定しＳ６０５と、決定された撮像面の曲率に基づいて撮像素子の撮像面を湾曲させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、撮像装置およびその制御方法ならびにプログラムに関する。

近年、ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤ等の撮像素子において、撮像面を湾曲可能に構成する技術が提案されている。このような撮像素子を用いれば、撮像面を湾曲させることによって光学収差や光学シェーディング等の影響を低減させることができる。

撮像装置における光学収差や光学シェーディングの特性は、装着されるレンズユニットによって異なる。このため、レンズ交換式の撮像装置では、装着するレンズユニットに応じて撮像素子の撮像面の曲率を調節する必要がある。これに対して、特許文献１は、レンズユニットごとに適切な撮像面の曲率を推定して撮像素子の撮像面の曲率を制御する撮像装置を開示している。また、特許文献１は、推定した曲率を記録媒体に記録し、再度レンズユニットが装着されると、そのレンズユニットの識別子に応じて撮像素子の撮像面の曲率を制御する撮像装置を開示している。

特開２０１４−１３５６６０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された撮像装置では、新たなレンズユニットが装着された場合に、画像領域上の類似度の算出と撮像面の湾曲制御とを繰り返して適切な撮像面の曲率を推定する。このため、レンズユニットに対する適切な撮像面の曲率を得るまでに時間がかかる。また、装着したレンズユニットに対して１つの曲率を特定して撮像面を制御するため、撮影条件が変更された場合に、撮像面の曲率を適切に制御できないことが考えられる。

本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、装着するレンズユニットに応じて、より簡易かつ適切に撮像素子の曲率を制御することが可能な撮像装置およびその制御方法ならびにプログラムを提供することを目的とする。

この課題を解決するため、例えば本発明の撮像装置は以下の構成を備える。すなわち、撮像面が湾曲可能に構成された撮像素子と、撮影光学系における、該撮影光学系の瞳距離と光学的な特性の関係を示す光学情報と、撮影光学系の撮影時における瞳距離を取得する取得手段と、光学情報と撮影光学系の撮影時における瞳距離とに基づいて、撮影光学系の撮影時における瞳距離に対応する光学的な特性を補正するための撮像面の曲率を決定する決定手段と、決定された撮像面の曲率に基づいて、撮像素子の撮像面を湾曲させる駆動手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、装着するレンズユニットに応じて、より簡易かつ適切に撮像素子の曲率を制御することが可能になる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１００及びレンズユニット２００の機能構成例を示すブロック図 実施形態１に係る撮像素子の構成例を示す回路図 実施形態１に係る曲率生成部に関する機能構成例を示すブロック図 実施形態１に係る撮像素子を湾曲させる構成例を模式的に示す図 実施形態１に係る収差の例と湾曲制御処理による効果を説明する図 実施形態１に係る曲率情報を生成する処理の一連の動作を示す図 実施形態１に係る曲率制御処理の一連の動作を示す図 実施形態２に係る収差の例と湾曲制御処理による効果を説明する図 実施形態２に係る曲率生成部及び信号補正値生成部に関する機能構成例を示す図 実施形態２に係る曲率情報及び信号補正値を生成する処理の一連の動作を示す図 実施形態２に係る曲率制御処理及び信号補正処理の一連の動作を示す図

（実施形態１）
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では撮像装置の一例として、湾曲可能な任意の撮像素子を有するデジタルカメラに本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、デジタルカメラに限らず、湾曲可能な撮像素子を備える任意の電子機器にも適用可能である。これらの機器には、例えば携帯電話機、ゲーム機、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、時計型や眼鏡型の情報端末、その他医療機器、監視システムなどが含まれてよい。

（デジタルカメラ１００の構成）
図１は、本実施形態の撮像素子の一例としてのデジタルカメラ１００の機能構成例を示すブロック図である。なお、図１に示す機能ブロックの１つ以上は、ＡＳＩＣやプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）などのハードウェアによって実現されてもよいし、ＣＰＵやＭＰＵ等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。従って、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。

以下に説明するように、デジタルカメラ１００は、曲率制御が可能な撮像素子を備えると共に、レンズユニットを交換可能に構成されている。

撮像素子１０１は、光電変換素子を有する画素が複数、２次元的に配列された構成を有し、更にこれら画素から読み出された信号を所定の順番で出力する回路を有する。撮像素子１０１は、撮影光学系である光学系１１０により結像された被写体光学像を各画素で光電変換し、更にＡ／Ｄ変換回路によってアナログ・デジタル変換して、画素単位のデジタル信号（画像信号）を出力する。撮像素子１０１は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子であってよい。

撮像同期制御部１０７は、ＣＰＵ又はＭＰＵを含み、操作部１０８に対するユーザによる指示に応じてデジタルカメラ１００全体を制御する。また、信号処理部１０３から出力される合焦状態や露光量等の測光データに応じて光学系１１０を制御して、最適な被写体光学像を撮像素子１０１に結像させる。また、設定された撮影条件に応じて応力制御部１０９へ制御信号を送信し、撮像素子１０１に応力を発生させる。更に撮像同期制御部１０７は、撮像メモリ部１０５の使用状況や画像記録部１０６に含まれるメモリの着脱状況も検出してデータの入出力を制御する。

撮像駆動回路部１０２は、撮像同期制御部１０７からの制御信号に従って定電圧やドライブ能力を強化させたパルスを供給し、撮像素子１０１を駆動する。

信号処理部１０３は、撮像同期制御部１０７からの制御信号に従って撮像素子１０１から出力された画像信号に対する適切な信号処理を行い、画像データに変換する。また、撮像メモリ部１０５や画像記録部１０６へ画像信号や画像データを出力するほか、撮像メモリ部１０５や画像記録部１０６から読み出した画像データに対して信号処理を施す。更に、信号処理部１０３は、撮像素子１０１から出力される画像信号に基づいて合焦状態や露光量等の測光データを検出し、その検出結果を撮像同期制御部１０７に送信する。

画像表示部１０４は、撮像同期制御部１０７からの制御信号に従って、撮像メモリ部１０５に記憶された表示用の画像データを表示する。画像表示部１０４は、電子ビューファインダー（ＥＶＦ）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含み、例えば撮影前の構図決めや撮影後の画像の確認を行うために用いられる。

撮像メモリ部１０５は、データを一時記憶する揮発性の記憶媒体を含み、撮像同期制御部１０７からの制御信号に従って、撮像素子１０１から出力される画像信号や信号処理後の画像データを一時的に記憶する。また、後述する撮像素子１０１の曲率情報を記憶するほか、当該記憶媒体に記憶されている表示用の画像データを読み出して画像表示部１０４に出力する。

画像記録部１０６は、撮影された画像を記録するための半導体メモリ等による記録媒体を含み、着脱可能であってもよい。画像記録部１０６は、撮像同期制御部１０７からの制御信号に従って、信号処理部１０３から送信される画像データの書き込みや、記録されている画像データの読み出しを行う。

操作部１０８は、スイッチ、押しボタン等の操作部材やメニュー画面を含み、これらを介してユーザによる操作指示を撮像同期制御部１０７に通知する。例えば操作メニューでは、デジタルカメラ１００の電源スイッチの状態、撮影前の画像表示の指示、撮影の各種指示、撮影した画像の表示、あるいは、デジタルカメラ１００の動作を予め指示することができる。撮像同期制御部１０７は、操作部１０８からのユーザの操作指示を実行すると、ＬＣＤやフォトダイオード等の表示部材あるいは画像表示部１０４に、操作指示に対する応答としてデジタルカメラ１００の状態を表示することができる。また、操作部１０８は、操作部材として装着したタッチパネルを含んでもよく、ユーザはオンスクリーン上で操作を行うことができる。

応力制御部１０９は、撮像同期制御部１０７からの制御信号に従って撮像素子１０１に加える応力を制御し、撮像素子１０１の曲率を制御する。

（レンズユニット２００の構成）
次に、レンズユニット２００の構成について説明する。

光学系１１０は、撮影光学系であって撮像素子１０１に結像させる被写体像の合焦度合を制御する合焦レンズ、光学ズームを行うズームレンズ、被写体像の明るさを調整する絞り、露光を制御するシャッタを含み、光学駆動回路部１１１の駆動により動作する。

光学駆動回路部１１１は、光学系１１０を駆動する回路又はモジュールを含み、光学同期制御部１１２からの入力信号に従って光学系１１０を制御する。

光学同期制御部１１２は、制御回路又は制御モジュールを含み、撮像同期制御部１０７から情報を受信して光学駆動回路部１１１に制御信号を出力するほか、光学メモリ部１１３からレンズユニット２００の情報を取得して撮像同期制御部１０７に送信する。

光学メモリ部１１３は、例えば後述する光学系１１０の特性を示す光学情報を記憶しており、光学同期制御部１１２からの入力信号に応じて必要な情報を出力する。

接続部１１４は、デジタルカメラ１００とレンズユニット２００とを、光学特性が十分に得られる位置に機械的に固定する、着脱可能な接続機構である。また、デジタルカメラ１００とレンズユニット２００とを固定した際に、デジタルカメラ１００とレンズユニット２００とを電気接点で接続して通信可能する。

本実施形態に係るデジタルカメラ１００の表示画像の制御動作は、上述した各部により例えば次のように行われる。まず、撮像同期制御部１０７は、操作部１０８に含まれる電源スイッチを介してユーザの操作指示を検出するとデジタルカメラ１００を起動する。次に、撮像素子１０１は入射した被写体光学像を画像信号として出力し、信号処理部１０３は、撮像素子１０１からの画像信号を表示用の画像データに変換して出力する。画像表示部１０４は、信号処理部１０３から出力された画像データを表示する。また、信号処理部１０３が画像信号に基づいて測光データを検出して撮像同期制御部１０７に送信すると、撮像同期制御部１０７は、当該測光データに基づく制御量を出力して、光学系１１０を制御する。デジタルカメラ１００では、起動後の一連の処理を繰り返し実行しながら操作部１０８からの撮影指示を待つ。

また、本実施形態に係るデジタルカメラ１００の表示画像の制御動作は、次のように行われる。撮像同期制御部１０７は、操作部１０８に含まれる撮影スイッチを介してユーザによる操作指示を検出すると、静止画撮影の制御を開始する。信号処理部１０３は、撮像素子１０１から出力される画像信号に基づいて測光データを検出し、撮像同期制御部１０７に送信する。撮像同期制御部１０７は、受信した測光データに基づいて、光学同期制御部１１２を介して光学系１１０を制御する。撮像素子１０１は、静止画記録用の露光と画像信号の出力を行う。信号処理部１０３は、撮像素子１０１から入力した画像信号を記録用の画像データに変換して画像記録部１０６に出力して着脱可能なメモリに記録するとともに、表示用の画像データに変換して、画像表示部１０４に表示する。デジタルカメラ１００では以降同様の処理を繰り返す。

（撮像素子１０１の構成）
次に、本実施形態に係る撮像素子１０１の構成について図２を参照して説明する。

撮像素子１０１は、単位画素２０１、単位画素同士を接続する信号線２０８、定電流源２０９、信号線２１０、出力アンプ２１１、垂直走査回路２１２、読出し回路２１３及び水平走査回路２１４を含む。なお、図２では簡略化のために単位画素２０１を４行×４列で示しているが、実際には多数の単位画素２０１が２次元状に配置される。

単位画素２０１は、フォトダイオード（ＰＤ）２０２、転送スイッチ２０３、フローティングデフュージョン（ＦＤ）２０４、ソースフォロアを構成する増幅ＭＯＳアンプ２０５、選択スイッチ２０６及びリセットスイッチ２０７を含む。

ＰＤ２０２は、光学系１１０を通して入射した光を電荷に変換する。転送スイッチ２０３は、ＰＤ２０２により変換された電荷を、転送パルスφＴＸに従ってＦＤ２０４に転送する。ＦＤ２０４は転送された電荷を一時的に蓄積する。

増幅ＭＯＳアンプ２０５は、定電流源２０９を用いてソースフォロワを構成する。選択スイッチ２０６が選択パルスφＳＥＬに従って画素を選択すると、選択された画素の信号電荷は電圧に変換され、信号線２０８を通じて読出し回路２１３に出力される。本実施形態では、奇数行の単位画素２０１と偶数行の単位画素２０１とは、それぞれ異なる信号線２０８に接続されており、同時又は異なるタイミングで信号を出力することができる。

選択スイッチ２０６は、水平走査回路２１４による駆動に応じて、出力する信号を選択する。例えば選択された信号は出力アンプ２１１を経て撮像素子１０１の外部に出力される。

リセットスイッチ２０７は、リセットパルスφＲＥＳに従ってＦＤ２０４に蓄積された電荷を除去する。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。

（デジタルカメラ１００及びレンズユニット２００による曲率制御処理の概要）
次に、デジタルカメラ１００及びレンズユニット２００による曲率制御処理の概要について、図３を参照して説明する。図３では、レンズユニット２００がデジタルカメラ１００に装着され、レンズユニット２００内の光学同期制御部１１２とデジタルカメラ１００内の曲率生成部３０１とが接続部１１４を介して接続されている。

光学同期制御部１１２は、レンズユニット２００の光学情報（例えば光学系の射出瞳距離（瞳距離ともいう）に応じた収差や光量落ち情報を含む光学的な特性を示す情報）をデジタルカメラ１００側に提供する。なお、光学情報については図５を参照した説明において後述する。また、光学同期制御部１１２は、レンズユニット２００の撮影時における状態を示す情報（例えば撮影時における瞳距離の情報）をデジタルカメラ１００に提供する。

撮像同期制御部１０７内の曲率生成部３０１は、光学同期制御部１１２から取得した光学情報に基づいて撮像面の曲率情報を生成する。曲率情報については後述するが、レンズユニット２００の光学的な特性と撮像面の曲率とを関連付けた情報である。曲率生成部３０１は、撮像メモリ部１０５と接続しており、生成した曲率情報を撮像メモリ部１０５に記憶させる。撮像メモリ部１０５は、生成された曲率情報を記憶するほか、記憶されている曲率情報を読み出して曲率生成部３０１に出力する。また、撮影時において、曲率生成部３０１は、光学同期制御部１１２からレンズユニット２００の状態を示す情報（例えば撮影時における瞳距離の情報）を取得して、現在のレンズユニット２００の状態に対応する撮像面の曲率を出力する。

次に、光学同期制御部１１２と撮像同期制御部１０７との間の動作について説明する。光学同期制御部１１２は、レンズユニット２００とデジタルカメラ１００とが接続して通信可能な状態になると、撮像同期制御部１０７との通信を確立してレンズユニット２００の光学情報を送信する。

曲率生成部３０１は、光学同期制御部１１２から光学情報を取得すると、当該受信した光学情報に基づいて撮像素子の曲率情報を求める。更に、曲率生成部３０１は、求めた曲率情報を撮像メモリ部１０５に出力して記録させる。

また、撮影時において光学条件を変更する所定のタイミング（例えばズーム位置、フォーカス位置又は絞りを変更する際）には、光学同期制御部１１２はレンズユニット２００の現在の状態（例えば新たな瞳距離）を示す情報を曲率生成部３０１に出力する。曲率生成部３０１は、レンズユニット２００の現在の状態を示す情報と撮像メモリ部１０５から読み出された曲率情報とを用いて、現在のレンズユニット２００の状態に適した曲率を求める。

（湾曲動作に係る撮像素子１０１の構成）
次に、力を加えて撮像面を湾曲させる動作（湾曲動作ともいう）に係る撮像素子１０１の構成について、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して説明する。

撮像面を湾曲させる方法には、例えば磁力、温度及び空気圧を用いる等の公知の方法が知られている。本実施形態では、一例として、気体又は液体を用いて撮像素子１０１に引っ張り方向の力を発生させ、撮像面を湾曲させる場合について説明する。

図４（ａ）は、撮像素子１０１に対して力を加える仕組みを模式的に示している。基板４０１は、撮像面を形成する半導体基板を含み、湾曲可能に構成されている。保持部４０２は基板４０１を保持し、基板４０１の反対側を密閉蓋４０３と接合されている。空間４０４は、基板４０１、保持部４０２、密閉蓋４０３、吸引部４０５によって囲まれた空間であり、気体または液体の媒体が充てんされている。空間４０４内の媒体は、吸引部４０５を介して空間４０４と外部とを出し入れすることができる。吸引部４０５は、空間４０４内の媒体の出し入れを制御する装置を含む。なお、撮像素子１０１は、基板４０１、保持部４０２、密閉蓋４０３、空間４０４を含み、応力制御部１０９は、吸引部４０５を含む。吸引部４０５は、空間４０４内の媒体の出し入れを制御することにより、空間４０４内の圧力を変更して基板４０１に加える力を制御する。また、検出部４０６は、空間４０４の圧力を検出するセンサを含む。

吸引部４０５が空間４０４の媒体を排出することにより、基板４０１に力が加わると基板４０１が変形し、例えば図４（ｂ）に示す状態となる。すなわち、基板４０１に下方向に引っ張る力が加わることで、基板４０１の曲率がより大きくなるように変形する。反対に、吸引部４０５が空間４０４に媒体を充填させることにより、基板４０１の曲率がより小さくなる（すなわち平面に近づく）ように変形する。

次に、応力制御部１０９による撮像面の制御について説明する。応力制御部１０９は、撮像素子１０１の曲率と空間４０４に加える圧力との関係を示すテーブルを保持しており、撮像同期制御部１０７から曲率を受信すると当該テーブルを参照して、受信した曲率を対応する圧力値に変換する。応力制御部１０９は、検出部４０６から出力される空間４０４の圧力を示す計測値を参照しながら、空間４０４の内部の圧力が目標の圧力（すなわち変換して求めた圧力）になるように吸引部４０５を駆動する。

検出部４０６から出力される圧力の計測値が目標の圧力値と一致した場合、応力制御部１０９は、吸引部４０５の駆動を停止する。吸引部４０５が停止中である場合は、空間４０４の圧力は一定に保たれ、撮像面の曲率は撮像同期制御部１０７から指示された曲率に維持される。

（光学情報）
次に、レンズユニット２００が有する光学情報について説明する。上述したように、レンズユニット２００は光学情報を記憶している。光学情報は、レンズユニット２００の状態（光学条件ともいう）と光学的な特性、例えば収差や光量落ちとの関係を示す情報を含む。光学条件は、例えば撮影時のレンズユニット２００の瞳距離や絞り、各像高の光線入射角度など、光学収差及び光学シェーディングに関する情報を含む。すなわち、光学情報に基づいて、レンズユニット２００の状態に対する光学的な特性が取得でき、当該光学的な特性を補正するための撮像面の曲率、すなわち曲率情報を生成することができる。得られた曲率情報に撮影時における光学条件を与えることで、撮影時における撮像面の曲率を得られる。デジタルカメラ１００の曲率生成部３０１は、レンズユニット２００から例えば瞳距離に対する光学的な特性を受信して、瞳距離に対する光学的な特性を補正するための撮像面の曲率を求め、曲率情報として撮像メモリ部１０５に記憶させる。瞳距離を用いるようにすれば、画角だけでなく絞り等の状態を考慮するができる。なお、曲率情報の記憶は、レンズユニット２００を取り外すまでの一時的な期間において記憶されれば、永続的である必要はない。レンズユニット２００を装着する期間のみ曲率情報を記憶するようにすれば、複数のレンズユニットの曲率情報を保持することなく、記憶容量の効率化を図ることができる。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、格子状の被写体を撮影した撮影画像を示している。図５（ａ）は、撮像面を平面にした場合に撮影された画像５０１であり、像高が高い位置であるほど光学収差の影響が大きく現われることを示している。同様に、光学シェーディングの影響も像高が高い位置であるほど大きく現われる。

撮像面が平面として固定されている撮像素子を用いる場合、例えば図５（ａ）に示すような光学収差（すなわち像面湾曲、歪曲）や光学シェーディングによる影響は、信号処理によって別途補正しなければ低減することができない。

一方、撮像素子１０１の撮像面の曲率を制御する場合、撮像素子１０１の撮像面の曲率を、装着したレンズユニット２００に合わせて制御することができ、撮影した画像の像面湾曲又は歪曲などの光学収差や光学シェーディングの影響を低減することができる。例えば、図５（ｂ）は、撮像素子１０１の撮像面の曲率を制御することによって、例えば像面湾曲等の影響が改善した画像５０２を表している。

（曲率情報の生成に係る一連の動作）
次に、曲率情報の生成に係る一連の動作について、図６を参照して説明する。なお、以下に説明する一連の動作は、デジタルカメラ１００にレンズユニット２００が装着された時点から開始される。デジタルカメラ１００の動作は撮像同期制御部１０７が不図示のＲＯＭに記憶されたプログラムを不図示のＲＡＭの作業用領域に展開し、実行することにより実現される。またレンズユニット２００の動作は光学同期制御部１１２が不図示のＲＯＭに記憶されたプログラムを不図示のＲＡＭの作業用領域に展開し、実行することにより実現される。

ステップＳ６０１において、レンズユニット２００とデジタルカメラ１００とが接続されると、レンズユニット２００の光学同期制御部１１２は通信初期化処理を行って通信処理に必要なパラメータの生成や初期化を行う。

ステップＳ６０２において、デジタルカメラ１００の撮像同期制御部１０７は通信初期化処理を行って通信処理に必要なパラメータの生成や初期化を行う。このとき、撮像同期制御部１０７は光学同期制御部１１２との通信を確立し正常に通信できることを確認する。

ステップＳ６０３において、光学同期制御部１１２は、レンズユニット２００に保持されている光学情報をデジタルカメラ１００の撮像同期制御部１０７に送信する。なお、光学情報は、例えば、レンズユニット２００がデジタルカメラ１００に装着されると、ユーザによる撮影指示を受ける前（或いはレンズユニット２００の光学条件が設定又は変更される前でもよい）に予め送信される。

ステップＳ６０４において、撮像同期制御部１０７は、光学同期制御部１１２から送信された光学情報を受信し、更にステップＳ６０５において、受信した光学情報に基づいて曲率情報を算出する。レンズユニット２００の光学条件に応じて撮像素子１０１の曲率を変更可能にするため、撮像同期制御部１０７内の曲率生成部３０１は、各光学条件と撮像面の曲率と関係を示す曲率情報のテーブルデータに変換する。

ステップＳ６０６において、撮像同期制御部１０７は、変換した曲率情報のテーブルデータを撮像メモリ部１０５に送信して撮像メモリ部１０５に記憶させる。撮像同期制御部１０７及び光学同期制御部１１２は、上述した動作を完了すると本処理に係る一連の動作を終了する。

（曲率情報を用いた曲率制御処理に係る一連の動作）
次に、図７を参照して、曲率情報を用いた曲率制御処理に係る一連の動作、すなわち撮影時等にレンズユニット２００から取得した光学条件に応じて、撮像素子１０１の曲率を制御する一連の動作について説明する。なお、以下に説明する一連の動作は、例えばデジタルカメラ１００において光学条件が設定又は変更された際に開始される。デジタルカメラ１００及びレンズユニット２００の各動作は、上述した曲率情報の生成処理と同様、撮像同期制御部１０７及び光学同期制御部１１２がプログラムをそれぞれ実行することにより実現される。なお、本処理を開始する前に上述した曲率情報の生成処理が実行されているものとする。

ステップＳ７０１において、撮像同期制御部１０７はレンズユニット２００の光学同期制御部１１２に撮像素子１０１とレンズユニット２００の処理を同期させるための同期信号を送信する。これに対して、ステップＳ７０２では、光学同期制御部１１２は撮像同期制御部１０７からの同期信号を受信する。

ステップＳ７０３において、光学同期制御部１１２は、レンズユニット２００に設定されている現在の光学条件（例えば撮影時の瞳距離）を取得して撮像同期制御部１０７に送信する。

ステップＳ７０４において、撮像同期制御部１０７は、光学同期制御部１１２から現在のレンズユニット２００の光学条件を受信する。また、ステップＳ７０５において、レンズユニット２００の現在の光学条件に対応する撮像素子１０１の曲率を、撮像メモリ部１０５から読み出した曲率情報（すなわち光学条件と曲率との関係を示すテーブルデータ）を用いて決定する。

ステップＳ７０６において、撮像同期制御部１０７は、撮像素子１０１の曲率がステップＳ７０５で特定した曲率になるように、制御命令を応力制御部１０９へ送信して、撮像素子１０１の曲率を制御する。撮像同期制御部１０７は、撮像素子１０１の曲率が所望の曲率に制御されると本一連の処理を終了する。

なお、本実施形態では、デジタルカメラ１００は光学情報を受信して各光学条件と曲率との関連を示す曲率情報のテーブルデータに変換、保持し、更に光学条件を受信した際に当該光学条件に対応する光学的な特性を補正するための撮像面の曲率を決定した。しかし、デジタルカメラ１００は、光学情報を予めテーブルデータに変換せずに保持し、撮影時の光学条件を更に受信したときに対応する光学的な特性を取得し、当該光学的な特性の影響を補正することができる撮像面の曲率を求めるようにしてもよい。このようにしても、レンズユニット２００に応じた光学情報に基づいて当該レンズユニット２００の撮影時の条件に適した撮像面の曲率に制御することができる。

また、本実施形態では、レンズユニット２００を装着すると光学情報をレンズユニット２００から受信する場合を例に説明した。しかし、レンズユニット２００を装着したときに所定のサーバからレンズユニット２００に対応した光学情報を不図示の無線通信部を介してダウンロードしてもよい。また、レンズユニット２００を装着する前に予めダウンロードして撮像メモリ部に記憶するようにしてもよい。

以上説明したように本実施形態では、曲率を制御可能な撮像素子を備えた、レンズユニットを交換可能なデジタルカメラにおいて、レンズユニット２００の光学情報及び撮影時の光学条件を取得して、撮像素子の撮像面の曲率を制御するようにした。特に、デジタルカメラ１００は、レンズユニット２００の光学条件と光学的な特性の関係を示す光学情報を取得しておいて、撮影時におけるレンズユニット２００の光学条件の変化に応じて、撮像面の曲率を制御するようにした。このようにすることで、装着したレンズユニットの光学特性を考慮した撮像素子の曲率の制御に加えて、光学条件（例えば瞳距離）の変更に応じた撮像素子の曲率の制御を行うことができる。すなわち、装着するレンズユニットに応じて、より簡易かつ適切に撮像素子の曲率を制御することが可能になる。

（実施形態２）
次に実施形態２について説明する。実施形態１では、レンズユニット２００から光学情報及び撮影時の光学条件を取得して、撮像素子１０１の曲率を制御する曲率制御処理について説明した。一方、例えば制御できる曲率に限界がある場合など、撮像素子によってはレンズユニット２００から取得した光学的な特性を補正するための曲率に完全に対応できない場合がある。そのため、本実施形態では、実施形態１に係る曲率制御に加えて、信号処理を合わせて実行することによって、より適切に光学的な特性を補正する。なお、その他の構成は実施形態１と同一であるため、同一の構成またはステップについては同一の符号を付して重複する説明は省略し、相違点について重点的に説明する。

図８は、図５（ａ）と同様に格子状の被写体を撮影した撮影画像を示している。画像８０１は、撮像素子１０１を例えば平面にした状態で撮影された画像の例である。像高が高いほど光学収差及び光学シェーディングの影響が大きくなる様子を表している。このとき、撮像素子１０１の曲率制御処理によって撮像面の曲率を変化させることにより、光学収差の影響を補正した例を画像８０２に示している。画像８０２では、画像８０１と比較して光学収差の影響が低減している。そして、画像８０２に対して、信号処理部１０３を用いて光学収差を更に実行した場合に得られる画像を、画像８０３に示している。画像８０３では、光学収差の影響が除去されている。なお、光学収差の影響と同様に光学シェーディングの影響を補正することができる。

（曲率情報及び信号補正値の生成）
次に、本実施形態における、曲率制御及び補正処理に係るデジタルカメラ１００及びレンズユニット２００の構成について、図９を参照して説明する。

レンズユニット２００とデジタルカメラ１００とが取り付けられた状態において、レンズユニット２００内の光学同期制御部１１２とデジタルカメラ１００内の曲率生成部３０１とが接続部１１４を介して接続される。

光学同期制御部１１２は、レンズユニット２００の上述した光学情報をデジタルカメラ１００側に提供する。

デジタルカメラ１００側にある撮像同期制御部１０７内の曲率生成部９０１は、光学同期制御部１１２から取得した光学情報を変換して、撮像面についての曲率情報を生成する。曲率生成部９０１は、撮像メモリ部１０５と接続され、生成した曲率情報を撮像メモリ部１０５に記憶させることができる。また、撮像同期制御部１０７内の信号補正値生成部９０２は、光学同期制御部１１２から取得した光学情報に基づいて、撮影された画像を信号処理によって更に補正するための信号補正値を求める。信号補正値の算出は、例えば予め実験等で定め、撮像面の曲率の限界を考慮して各光学的な特性を補正するために必要な補正値を求めるようにすればよい。

撮像メモリ部１０５は、生成された曲率情報の記憶及び読み出しを行うほか、信号補正値生成部９０２によって生成された補正値の記憶及び読み出しを行う。

曲率生成部９０１及び信号補正値生成部９０２は、撮影時には光学同期制御部１１２から光学条件を示す情報を取得して、光学条件に適した撮像面の曲率及び補正値を出力する。

（曲率情報及び信号補正値の生成に係る一連の動作）
次に、曲率情報及び信号補正値の生成に係る一連の動作について、図１０を参照して説明する。なお、本実施形態では、撮像同期制御部１０７内の信号補正値生成部９０２が信号補正値の算出処理を行う点が実施形態１と異なり、他の点は実施形態１と共通である。

レンズユニット２００とデジタルカメラ１００とが装着されると、光学同期制御部１１２と撮像同期制御部１０７の曲率生成部９０１は上述したステップＳ６０１〜Ｓ６０５の処理を行い、光学情報に基づいた曲率情報を算出する。

次に、ステップＳ１００１において、撮像同期制御部１０７は、レンズユニット２００から受信した光学情報に基づいて信号補正値を算出する。図１１において後述するが、レンズユニット２００から受信する撮影時の光学条件に応じて信号処理において適用する補正値を変更するため、信号補正値生成部９０２は、光学情報を、光学条件と信号補正値との関係を示す信号補正値のテーブルデータに変換する。

ステップＳ１００２において、曲率生成部９０１及び信号補正値生成部９０２は、生成した曲率情報と信号補正値のテーブルデータを撮像メモリ部１０５に送信して、撮像メモリ部１０５に記憶させる。撮像同期制御部１０７及び光学同期制御部１１２は、上述した動作を完了すると本処理に係る一連の動作を終了する。

（曲率制御処理及び信号処理に係る一連の動作）
次に、図１１を参照して、曲率制御処理と信号処理に係る一連の動作について説明する。本処理では、撮影時等にレンズユニット２００から取得した光学条件に応じて、撮像素子１０１の曲率を制御するとともに、撮影画像に対して補正処理を行う。なお、本実施形態では、撮像同期制御部１０７内の信号補正値生成部９０２が信号補正値の算出処理を行う点が実施形態１と異なり、他の点は実施形態１と共通である。

例えばレンズユニット２００の撮影時の光学条件が変更されると、光学同期制御部１１２と撮像同期制御部１０７の曲率生成部９０１は上述したステップＳ７０１〜Ｓ７０５の処理を行ってレンズユニット２００の撮影時の光学条件に対応する撮像面の曲率を決定する。

次に、ステップＳ１１０１において、レンズユニット２００の撮影時の光学条件に対応する信号補正値を、撮像メモリ部１０５から読み出した信号補正値の情報（すなわち光学条件と信号補正値との関連を示すテーブルデータ）を用いて決定する。

撮像同期制御部１０７は、Ｓ７０６と同様に撮像素子１０１の曲率を制御すると、ステップＳ１１０２において、撮像素子１０１を湾曲させた状態で撮影処理を行う。

ステップＳ１１０３において、信号補正値生成部９０２は、決定した信号補正値を信号処理部１０３に出力する。そして、信号処理部１０３は、ステップＳ７０６で制御された撮像素子１０１によって撮影された画像を取得して、決定した信号補正値を用いて補正処理を行う。撮像同期制御部１０７及び光学同期制御部１１２は、上述した動作を完了すると本処理に係る一連の動作を終了する。

以上説明したように、本実施形態では、レンズユニット２００から光学情報及び光学条件を取得して、撮像素子１０１の曲率制御を行うと共に信号処理を行ってレンズユニット２００の光学的な特性の影響を補正するようにした。このようにすることで、撮像素子１０１の曲率制御のみでは光学的な特性の影響を十分に補正できない場合であっても当該光学的な特性の影響を更に低減することができる。すなわち、装着するレンズユニットに応じて、より簡易かつ適切に撮像素子の曲率を制御することが可能になると同時に、より光学収差等の影響が低減した適切な画像を得ることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上述した実施形態の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。

１０１…撮像素子、１０３…信号処理部、１０５…撮像メモリ部、１０７…撮像同期制御部、３０１…曲率生成部、９０２…信号補正値生成部、１０９…応力制御部、１１０…光学系、１１２…光学同期制御部

Claims (11)

1. 撮像面が湾曲可能に構成された撮像素子と、
   撮影光学系における、該撮影光学系の瞳距離と光学的な特性の関係を示す光学情報と、前記撮影光学系の撮影時における瞳距離を取得する取得手段と、
   前記光学情報と前記撮影光学系の撮影時における瞳距離とに基づいて、前記撮影光学系の撮影時における瞳距離に対応する光学的な特性を補正するための前記撮像面の曲率を決定する決定手段と、
   決定された前記撮像面の曲率に基づいて、前記撮像素子の撮像面を湾曲させる駆動手段と、を有する、
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記光学情報を前記撮影光学系から受信する受信手段を更に有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記受信手段は、前記光学情報を受信した後に、前記撮影光学系の撮影時における瞳距離を前記撮影光学系から更に受信する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記決定手段は、前記光学情報に基づいて、前記撮影光学系の瞳距離と、前記撮影光学系の瞳距離に対応する光学的な特性を補正するための前記撮像面の曲率との関係を生成し、前記撮影光学系の撮影時における瞳距離に対応する光学的な特性を補正するための前記撮像面の曲率を決定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記受信手段は、前記撮影光学系の状態が変更されると新たな前記撮影光学系の撮影時における瞳距離を受信し、
   前記決定手段は、受信した新たな前記撮影光学系の撮影時における瞳距離に対応する光学的な特性を補正するための前記撮像面の曲率を決定する、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の撮像装置。
6. 前記撮影光学系の状態の変更は、ズーム位置の変更、フォーカス位置の変更、絞りの状態の変更の少なくともいずれかを含む、
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記受信手段は、前記撮影光学系が前記撮像装置に装着されると、ユーザによる撮影指示を受ける前に予め前記光学情報を受信する、
   ことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記駆動手段により前記撮像面が湾曲された前記撮像素子を用いて撮像された画像に対して、前記撮影光学系の撮影時における瞳距離に対応する光学的な特性を補正する補正手段を更に有し、
   前記補正手段は、前記光学情報と前記撮影光学系の撮影時における瞳距離とに基づき、前記撮影光学系の撮影時における瞳距離に対応する光学的な特性を補正するための補正値を用いる、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記補正手段は、前記撮影光学系の瞳距離と、前記撮影光学系の瞳距離に対応する前記光学的な特性を補正するための前記補正値との関係を生成し、前記撮影光学系の撮影時における瞳距離に対応する光学的な特性を補正するための補正値を求める、
   ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 撮像面が湾曲可能に構成された撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
    取得手段が、撮影光学系における、該撮影光学系の瞳距離と光学的な特性の関係を示す光学情報と、前記撮影光学系の撮影時における瞳距離を取得する取得工程と、
    決定手段が、前記光学情報と前記撮影光学系の撮影時における瞳距離とに基づいて、前記撮影光学系の撮影時における瞳距離に対応する光学的な特性を補正するための前記撮像面の曲率を決定する決定工程と、
    駆動手段が、決定された前記撮像面の曲率に基づいて、前記撮像素子の撮像面を湾曲させる駆動工程と、を有する、
    ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
11. コンピュータに、請求項１０に記載の撮像装置の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。

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