JP2018110287A - 撮像装置、その制御方法、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子の撮像面の湾曲の曲率をより高精度に検知することが可能な撮像装置、その制御方法、プログラム、及び記録媒体を提供する。
【解決手段】撮像面に結像した被写体像を撮像する撮像素子と、撮像素子の温度を検知する温度検知手段と、撮像面の湾曲状態を変化させる湾曲制御手段と、撮像素子が撮像した画像の画像ノイズ量、及び、温度検知手段が検知した温度に基づいて、撮像面の湾曲状態を検知する湾曲状態検知手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像素子の撮像面の湾曲状態が可変制御され得る撮像装置、その制御方法、プログラム、及び記録媒体に関するものである。

カメラ等の撮像装置に用いられる結像光学系には像面湾曲収差と呼ばれる収差があり、撮像面の中心部と周辺部とで、光軸方向に結像位置のずれが発生する。そのため、従来は多数枚のレンズを組み合わせて光学系を構成することで、結像面の湾曲を小さくして像面湾曲収差を抑制していた。

近年、結像面の湾曲を小さくする代わりに、結像面の湾曲に合わせて撮像面を湾曲させた撮像素子の報告がされており、近い将来そのような撮像素子を搭載した製品が市場に出てくることが予想される。このような構成によれば、結像面の湾曲を小さくする必要がないため、光学系を簡素化することが可能となり、従来の光学系と同等の性能を維持したまま撮像装置をより小型化できる。あるいは小型化する代わりに従来の多数枚のレンズを組み合わせた光学系を併用して、光学性能を更に向上させることもできる。

多くのカメラは光学ズーム機能を有しており、光学ズームを行う際のズームレンズの位置の変化に応じて、結像面の湾曲の大きさも変化する。そこで、結像面の湾曲の変化に応じて撮像面の湾曲を可変制御する技術が提案されている（例えば特許文献１）。

特開２０１２−１８２１９４号公報

ところで撮像素子の撮像面を湾曲させる際は、同一の力を加えてもばらつき等により所望の曲率とはならず、撮像面の湾曲が最適に制御されない場合がある。そこで、撮像素子を湾曲させた際の引張り応力に応じて変化する撮像素子の暗電流を利用することが考えられる。すなわち、撮像素子の撮像面の湾曲状態（曲率）と、暗電流に起因する画像ノイズの大きさとの関係を予め取得しておき、実際の撮像面の湾曲が所望の曲率となるように、画像ノイズを検知しつつ撮像面の曲率を制御する。

しかし、暗電流に起因する画像ノイズは、撮像素子の引張り応力だけでなく撮像素子の温度によっても変化する。このため、温度による暗電流の影響が大きいときには、画像ノイズから撮像面の曲率を正確に検知することが困難であった。

本発明の撮像装置は、撮像面に結像した被写体像を撮像する撮像素子と、撮像素子の温度を検知する温度検知手段と、撮像面の湾曲状態を変化させる湾曲制御手段と、撮像素子が撮像した画像の画像ノイズ量、及び、温度検知手段が検知した温度に基づいて、撮像面の湾曲状態を検知する湾曲状態検知手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の撮像装置の制御方法は、撮像面に結像した被写体像を撮像する撮像素子と、撮像素子の温度を検知する温度検知手段と、撮像面の湾曲状態を変化させる湾曲制御手段と、を備えた撮像装置において、撮像素子が撮像した画像の画像ノイズ量、及び、温度検知手段が検知した温度に基づいて、撮像面の湾曲状態を検知するステップを有することを特徴とする。

本発明によれば、撮像素子の撮像面の湾曲状態をより高精度に検知することが可能な撮像装置、その制御方法、プログラム、及び記録媒体を提供することができる。

第１実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 光学系のレンズによる結像面の湾曲収差を示す図である。 焦点距離（ズーム位置）による結像面の湾曲の変化を示した図である。 第１実施形態に係る撮像装置における撮像素子を、その撮像面の湾曲を変化させる湾曲制御部と共に示した概略図である。 第１実施形態に係る撮像装置における光学系の焦点距離と、対応する撮像面の曲率設定値を示した図である。 第１実施形態に係る撮像装置における撮像素子の曲率及び温度と、撮像素子に流れる暗電流との関係を示した図である。 第１実施形態に係る撮像装置における撮像面の曲率を検知する方法、及び、検知した曲率が所望の曲率設定値となるように制御する方法を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る撮像装置における撮像素子の撮像面の曲率と画像ノイズ量との関係、及び、撮像素子の温度と画像ノイズ量との関係を示した図である。 第１実施形態に係る撮像装置における撮像素子の撮像面の曲率及び温度と画像ノイズ量との関係を示した図である。 第２実施形態に係る撮像装置における撮像素子を、その撮像面の湾曲を変化させる湾曲制御部と共に示した概略図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下で説明する図面において、同じ機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略又は簡潔にすることもある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の撮像装置は、光学系１、メカニカルシャッタ２（図１には「メカシャッタ」と表記）、撮像素子３、湾曲制御部４、発光部５、駆動回路６、信号処理回路７を備える。また、本実施形態の撮像装置は、画像メモリ８、記録媒体９、記録回路１０、画像表示装置１１、表示回路１２、操作部１３、システム制御部１４を備える。

光学系１は、レンズ及び絞りを有し、光軸方向に進退動作してズーム及び焦点を調節する。発光部５はストロボ等であって、被写体が暗い場合等に被写体を照射する。湾曲制御部４は、光学系１の像面湾曲収差に応じて、撮像素子３の撮像面の湾曲を変化させる。湾曲制御部４については後で更に詳しく説明する。駆動回路６は、光学系１、メカニカルシャッタ２、撮像素子３、湾曲制御部４、及び発光部５を駆動する。

信号処理回路７は、撮像素子３から出力された画像信号に対して、必要な信号処理を行う。画像メモリ８は、信号処理された画像データを一時的に記憶する。記録回路１０は、画像メモリ８に一時的に記憶された画像データを、撮像装置から取り外し可能な記録媒体９に記録する。表示回路１２は、信号処理された画像データを画像表示装置１１に表示させる。操作部１３は、ユーザーによる操作を受け付ける。システム制御部１４は、上記の各ユニットを含む撮像装置全体を制御する。

システム制御部１４は、被写体の明るさに応じて光学系１の絞りを制御することで、撮像素子３に入射する被写体光量を調整する。また、システム制御部１４は、駆動回路６を介して撮像素子３の電荷蓄積時間を変化させることで、露光量を調整する。撮像素子３は、撮像面に結像した被写体像を、その光量に応じた量の信号電荷に変換して蓄積する。蓄積された信号電荷は、信号電圧として読み出された後、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル画像信号に変換されて信号処理回路７へ出力される。

信号処理回路７は、デジタル画像信号に対して、色変換、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、解像度変換、画像圧縮、画像補正等の信号処理を行う。画像メモリ８は、信号処理中のデジタル画像信号を一時的に記憶したり、信号処理されたデジタル画像信号である画像データを一時的に記憶したりする。記録回路１０は、信号処理回路７で信号処理された画像データや画像メモリ８に記憶されている画像データを、記録媒体９に適したデータ（例えば階層構造を持つファイルシステムデータ）に変換して、記録媒体９に記録する。また、信号処理回路７は、画像データを解像度変換処理する。

その後、表示回路１２は、画像データを、画像表示装置１１に適した信号（例えばＮＴＳＣ方式のアナログ信号やＬＣＤ表示用のＲＧＢ信号等）に変換して、画像表示装置１１に表示させる。また、信号処理回路７の湾曲状態検知部１５は、湾曲制御部４によって湾曲の形状が変更された撮像素子３の撮像面の湾曲状態（曲率）を検知する。

操作部１３は、電源ボタン、レリーズスイッチ、ズームレバー等の操作部材を有するユーザーインターフェイスである。システム制御部１４は、駆動回路６、信号処理回路７、画像メモリ８、記録回路１０、表示回路１２に対して必要な制御を行う。また、システム制御部１４は、操作部１３からの信号に応じて必要な制御を行う。温度センサ１６は、撮像素子３の近傍に配置され、撮像素子３の周囲温度を検知する。

図２は、光学系１のレンズ２０による結像面２１の湾曲収差を示す図である。一般的に、レンズ２０は像面湾曲収差と呼ばれる収差を有する。図２において、撮像素子３の中心が被写体光の光軸と一致しているものとする。このときレンズ２０の位置は、撮像素子３の撮像面の中心部Ａが、被写体像の結像面２１（ピントが合っている面）と一致するように調整される。他方、撮像領域の周辺部Ｂでは、結像面２１の湾曲の影響により、撮像面からの焦点ずれｄが発生する。この焦点ずれｄは、画像周辺部での画質劣化の原因となる。

例えば図２に示す結像面２１の湾曲が、半径ｒの円周の一部として近似できるときには、焦点ずれｄは、撮像素子３の撮像面の中心部Ａから周辺部Ｂまでの距離をｘとして、下式（１）で近似される。
（ｄ＋ｒ）^２＝ｒ^２＋ｘ^２ （１）
特に、焦点ずれｄが半径ｒに対して小さいときは、上式（１）は、更に下式（２）で近似される。
ｄ＝（ｒ^２＋ｘ^２）^１／２−ｒ
＝ｘ^２／（２ｒ） （２）

上式（１）では、結像面２１の湾曲が円周の一部として近似できることを仮定したが、湾曲が上式（１）で近似できない場合であっても、結像面２１の湾曲状態（曲率）は、結像面２１の湾曲に接する仮想的な円の半径ｒの逆数として定義され得る。この仮想的な円の半径ｒは曲率半径と呼ばれる。結像面２１の曲率はレンズ２０の種類によって異なり、またレンズ２０がズームレンズの場合は、被写体側の焦点距離によっても変化する。

図３は、被写体側の焦点距離（ズーム位置）による結像面２１の湾曲の変化を示した図である。図３（ａ）は、焦点距離が広角側の場合を示しており、結像面２１の湾曲の曲率が大きくなっている。他方、図３（ｂ）は、焦点距離が望遠側の場合を示しており、広角側と比較すると結像面２１の湾曲の曲率が小さくなっている。本実施形態の撮像素子３では、このような結像面２１の湾曲に合わせて撮像面を湾曲させることで、焦点距離（ズーム位置）によらず像面湾曲収差を低減させる。

撮像素子３の撮像面の湾曲状態（曲率）は、結像面２１の湾曲状態（曲率）と同様に、撮像素子３の撮像面の湾曲に接する仮想的な円の半径ｒの逆数として定義され得る。図３では、撮像素子３の湾曲の一断面における特定の方向の曲率を撮像素子３の曲率としたが、どの断面における曲率を撮像素子３の曲率としてもよい。あるいは、撮像素子３の撮像面の曲率は複数の値で表されてもよく、例えば撮像素子３の撮像面において互いに直交する２つの軸方向の曲率の組を、撮像素子３の曲率としてもよい。

図４は、第１実施形態に係る撮像装置における撮像素子３を、その撮像面３２の湾曲を変化させる湾曲制御部４と共に示した概略図である。図４（ａ）は、被写体側から撮像素子３を見た平面図を示しており、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すＸ−Ｘ’線に沿った撮像素子３の断面を、湾曲制御部４と共に示している。

図４において、台座３０に支持されている撮像素子３の一方の面には、画素が配列された撮像面３２が形成されており、反対側の裏面には磁性膜３５が形成されている。台座３０の中心には円形の空間３６があり、その下方には、撮像面３２の湾曲状態、すなわち撮像素子３の湾曲状態を変化させるための湾曲制御部４が配置されている。

湾曲制御部４は、撮像素子３の撮像面３２に対して垂直な方向に移動可能な磁力発生源であるマグネット３１と、マグネット３１を移動させるための不図示のアクチュエータとを有して構成されている。図４に示すように、マグネット３１は、撮像素子３の中心を通り撮像面３２に垂直な軸線ｂに沿って、図４に示す実線位置から破線位置までの範囲ｚ内で移動制御される。従って、マグネット３１を範囲ｚ内で移動させて、撮像素子３の裏面に形成された磁性膜３５に作用する磁力を制御することにより、撮像素子３の湾曲状態を任意に変化させることができる。

図５は、第１実施形態に係る撮像装置における光学系１の焦点距離と、対応する撮像面の曲率設定値を示した図である。ここでは、広角端（ＷＩＤＥ端）から望遠端（ＴＥＬＥ端）までを５ステップに分けて、段階的にズーム制御する場合について説明する。図５（ａ）は、５ステップの被写体側のそれぞれの焦点距離（ズーム位置）と、対応する撮像面の曲率設定値１／ｒ_１〜１／ｒ_５を示している。図５（ｂ）は、曲率設定値１／ｒ_１〜１／ｒ_５における、図４（ａ）に示すＸ−Ｘ’線に沿った撮像面の湾曲状態を示している。

先の図３（ａ）及び図３（ｂ）に示したように、結像面２１の湾曲は、被写体側の焦点距離（ズーム位置）に応じて変化する。このため、撮像面の曲率設定値は、結像面２１の湾曲に合わせて設定される。図５（ａ）に示すように、広角側では、マグネット３１を撮像素子３に近づけて引張り応力を大きくし、撮像面の湾曲を大きくする（曲率半径が小さくなる）。一方、望遠側では、マグネット３１を撮像素子３から遠ざけて引張り応力を小さくし、撮像面の湾曲を小さくする（曲率半径が大きくなる）。従って、光学系１の焦点距離が大きいほど、撮像面の所望の曲率設定値は大きく設定される。図５（ａ）に示す曲率設定値は、１／ｒ_１＜１／ｒ_２＜１／ｒ_３＜１／ｒ_４＜１／ｒ_５となっている。これにより、焦点距離によらず像面湾曲収差を低減させることができる。

図６は、第１実施形態に係る撮像装置における撮像素子３の曲率及び温度と、撮像素子３のフォトダイオードに発生する暗電流との関係を示した図である。図６（ａ）が撮像素子３の曲率と暗電流の関係を示し、図６（ｂ）が撮像素子３の温度と暗電流の関係を示している。前述のように、撮像素子３を湾曲させた際の引張り応力により、撮像素子３の遮光されたフォトダイオードに発生する暗電流が変化することが知られている。本実施形態では、湾曲制御部４のマグネット３１を撮像素子３に近づけて撮像面を大きく湾曲させた状態の方が、引張り応力が大きくなり、撮像素子３のフォトダイオードに発生する暗電流が小さくなる。

図６（ｂ）に示すように、撮像素子３のフォトダイオードに発生する暗電流は、温度によっても変化する。例えば温度が８℃上昇すると、暗電流がおよそ２倍になると言われている。本実施形態では、暗電流の温度による影響を考慮した上で、暗電流に起因する画像ノイズ量を算出する。これにより、撮像素子３の実際の湾曲状態（曲率）をより高精度に検知することができる。

以下、本発明の実施形態における、撮像素子３の湾曲状態（曲率）の検知方法について説明する。図７は、第１実施形態に係る撮像装置における撮像面の曲率を検知する方法、及び、検知した曲率が所望の曲率設定値となるように制御する方法を示すフローチャートである。撮像素子３の曲率制御処理が開始されると、システム制御部１４は、まず光学系１の現状のズーム位置を取得する（ステップＳ１００１）。続いて、システム制御部１４は、光学系１の像面湾曲収差が低減されるように、光学系１の焦点距離（ズーム位置）の変化に連動して、撮像素子３の撮像面の湾曲を、温度を考慮しない場合の基準曲率に仮設定する（ステップＳ１００２）。

次に、システム制御部１４は、温度センサ１６を用いて撮像素子３の温度を検知する（ステップＳ１００３）。その後、システム制御部１４は、メカニカルシャッタ２を閉じて撮像素子３の撮像面を遮光状態にし、遮光画像撮影を行う（ステップＳ１００４）。信号処理回路７は、この遮光画像撮影された画像データを用いて暗電流に起因する画像ノイズ量を算出する（ステップＳ１００５）。湾曲状態検知部１５は、ステップＳ１００３で検知された温度と、ステップＳ１００５で算出された画像ノイズ量に基づいて撮像面の曲率を検知し、検知した曲率が図５（ａ）に示す所望の曲率設定値となっているかどうかの判定を行う（ステップＳ１００６）。

ステップＳ１００６において、撮像面の曲率が所望の曲率設定値になっていないと判定された場合（ＮＯ）は、ステップＳ１００７に進み、所望の曲率設定値に近づくように撮像素子３の湾曲状態を変更（調整）する。その後ステップＳ１００４に戻り、以降は同様の手順を繰り返す。一方、ステップＳ１００６において、撮像面の湾曲状態（曲率）が所望の曲率設定値となっていると判定された場合（ＹＥＳ）は、撮像素子３の曲率制御処理を終了する。なお、画像ノイズ量を算出する撮像面の領域は、撮像面の光軸中心を含む領域とすることが好ましいが、これに限定されず、画像ノイズ量を撮像面の光軸中心を含まない領域で算出することも可能である。

次に、撮像面の曲率が所望の曲率設定値となっているか否かの判定方法についてより具体的に説明する。図８は、第１実施形態に係る撮像装置における撮像素子３の撮像面の曲率と画像ノイズ量との関係、及び、撮像素子３の温度と画像ノイズ量との関係を示した図である。

図８（ａ）は、撮像素子３の曲率と画像ノイズ量の関係を示している。曲率１／ｒ_１〜１／ｒ_５は、図５に示した曲率設定値と同じものである。画像ノイズ量Ｎｒ１〜Ｎｒ５は、特定の温度条件下（仮に２０℃とする）における、各曲率１／ｒ_１〜１／ｒ_５での画像ノイズ量である。ここで言う画像ノイズ量は、遮光撮影時の画像データ（画素ごとの輝度レベル）の標準偏差で表すものとする。この場合、暗電流成分が多いほど標準偏差は大きくなる。なお画像ノイズ量を標準偏差以外の指標によって表すことも可能である。既に述べたように、撮像面を大きく湾曲させた状態の方が暗電流が小さくなるので、「１／ｒ_１＜１／ｒ_２＜１／ｒ_３＜１／ｒ_４＜１／ｒ_５」のときは、「Ｎｒ１＞Ｎｒ２＞Ｎｒ３＞Ｎｒ４＞Ｎｒ５」のような関係となる。

他方、図８（ｂ）は、撮像素子３の温度と画像ノイズ量の関係を示している。画像ノイズ量Ｎｔ１〜Ｎｔ５は、特定の曲率（仮に１／ｒ_３とする）における、各温度０℃〜４０℃での画像ノイズ量である。ここで言う画像ノイズ量は、図８（ａ）と同様に、遮光撮影時の画像データの標準偏差で表すものとする。既に述べたように、温度が高いほど暗電流が大きくなるので、「Ｎｔ１＜Ｎｔ２＜Ｎｔ３＜Ｎｔ４＜Ｎｔ５」のような関係となる。

図９は、第１実施形態に係る撮像装置における撮像素子３の撮像面の曲率及び温度と画像ノイズ量との関係を示した図である。曲率１／ｒ_１〜１／ｒ_５は、図５に示した曲率設定値と同じものである。

図９に示すテーブルは、図８に示した２種類のテーブルに基づいて算出される。具体的には、まず、図９の特定の列（例えば温度＝２０℃）における画像ノイズ量Ｎｒ１〜Ｎｒ５が、図８（ａ）より得られる。また、図９の特定の行（例えば曲率＝１／ｒ_３）における画像ノイズ量Ｎｔ１〜Ｎｔ５が、図８（ｂ）より得られる。そして、その他の曲率１／ｒｉ、温度ｔｊにおける画像ノイズ量Ｎ（ｒｉ、ｔｊ）は、線形補間により、下式（３）又は下式（４）で算出される。ここで、図９の場合はｉ、ｊ＝１、２、４、５である。
Ｎ（ｒｉ、ｔｊ）＝Ｎｒｉ×Ｎｔｊ／Ｎｒ３ （３）
＝Ｎｒｉ×Ｎｔｊ／Ｎｔ３ （４）

なお、画像ノイズ量Ｎ（ｒｉ、ｔｊ）を線形補間で求める代わりに、図９に示す全ての画像ノイズ量を規定したテーブルを予め作成しておき、湾曲状態検知部１５の記憶部に記憶しておいて曲率検知時に参照するようにしてもよい。また、図９に示したテーブルでは温度が１０℃刻みになっているが、更に細かい間隔でテーブルを作成してもよい。あるいは線形補間等の演算により、テーブルの各列間の温度に対応する画像ノイズ量を算出するようにしてもよい。テーブルの各行間の曲率に対応する画像ノイズ量についても同様である。

次に、図９を参照しながら、再度図７のフローチャートに従って、第１実施形態に係る撮像装置における撮像面の曲率を検知する方法、及び、検知した曲率が所望の曲率設定値となるように制御する方法について、より具体的に説明する。

撮像素子３の曲率制御処理が開始されると、ステップＳ１００１にて光学系１のレンズの位置（ズーム位置）を取得する。その検知結果はＷＩＤＥ端であった。次にステップＳ１００２に進み、撮像素子３の撮像面の湾曲を、ＷＩＤＥ端に対応する曲率１／ｒ_５付近に仮設定する。

次にステップＳ１００３に進み、撮像素子３の温度を検知する。その検知結果は３０℃であった。次にステップＳ１００４に進み、遮光画像撮影を行う。次にステップＳ１００５に進み、遮光画像撮影した画像の画像ノイズ量を算出する。既に述べたように画像ノイズ量とは遮光撮影時の画像データ（画素ごとの輝度レベル）の標準偏差である。この時の画像ノイズ量は、図９に示したＮ（ｒ４、ｔ４）にほぼ等しい値であった。

次にステップＳ１００６に進み、温度を考慮した撮像面の曲率が所望の曲率設定値となっているかどうかの判定を行う。温度検知結果が３０℃であったので、図９のテーブルの３０℃の列を参照する。温度を考慮した画像ノイズ量がＮ（ｒ５、ｔ４）ではなくＮ（ｒ４、ｔ４）にほぼ等しい値であるということは、撮像面の湾曲の実際の曲率は１／ｒ_５ではなく１／ｒ_４に相当する曲率になっていることが分かる。

撮像面の曲率が所望の曲率設定値となっていないことが分かったので、ステップＳ１００７に進み、撮像面の曲率が所望の曲率設定値に近づくように、湾曲制御部４を用いて撮像素子３の湾曲状態を変更（調整）する。本実施形態の場合には、湾曲制御部４のマグネット３１を撮像素子３に近づけて引張り応力を大きくし、より湾曲度合が大きくなるようにする。

再び、ステップＳ１００４に進み、遮光画像撮影を行う。次にステップＳ１００５に進み、画像ノイズ量の算出を行う。この時の画像ノイズ量はＮ（ｒ５、ｔ４）にほぼ等しい値であった。次にステップＳ１００６に進み、温度を考慮した撮像面の曲率が所望の曲率設定値となっているかどうかの判定を行う。算出された画像ノイズ量がＮ（ｒ５、ｔ４）であり、撮像面の曲率が所望の曲率設定値１／ｒ_５となっていることが分かったので、撮像素子３の曲率制御処理を終了する。

なお、本実施形態では、画像ノイズ量を算出するために遮光画像を撮影する必要がある。遮光画像を撮影するためには、メカニカルシャッタ２を閉じなくてはならないので、一時的に画像信号（映像）が途切れてしまい、撮影者に違和感を与えてしまう可能性が考えられる。そのため、遮光画像を撮影して画像ノイズ量を算出するタイミングを、ある程度限定するのが望ましい。例えば、画像ノイズ量を算出するタイミングを、カメラの起動時、撮影モードの切替時、あるいは撮影者による指示があった時等に限定するとよい。

以上説明したように、本実施形態の撮像装置は、撮像素子が撮像した画像の画像ノイズ量、及び、温度検知手段が検知した温度に基づいて、撮像面の湾曲状態（曲率）を検知する湾曲状態検知手段（湾曲状態検知部）を備えている。このような構成により、画像ノイズ量に対する温度による影響を考慮した上で、撮像素子の撮像面の湾曲状態（曲率）をより高精度に検知することができる。

また、本実施形態の撮像装置は、湾曲状態（曲率）が光学系の湾曲収差に対応した所定の曲率設定値となるように、湾曲制御手段を用いて撮像面の湾曲状態を制御する制御手段（システム制御部）を備えている。このような構成により、撮像素子の撮像面の湾曲状態をより高精度に制御することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る撮像装置について図１０を用いて説明する。図１０は、第２実施形態に係る撮像装置における撮像素子３を、その撮像面３２の湾曲状態を変化させる湾曲制御部４ｂと共に示した概略図である。図１０（ａ）は、被写体側から撮像素子３を見た平面図を示しており、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すＸ−Ｘ’線に沿った撮像素子３の断面を、湾曲制御部４ｂと共に示している。

先の第１実施形態の湾曲制御部４は、磁性膜３５に対してマグネット３１を相対的に移動させて撮像面３２の湾曲状態を変化させた。これに対し、本実施形態の湾曲制御部４ｂは、撮像素子３に形成された磁性膜３５に作用する磁力を発生させるコイル３４を有し、コイル３４に流す電流の大きさを可変させて撮像面３２の湾曲状態を変化させる。

図１０において、台座３０に支持されている撮像素子３の一方の面には、画素が配列された撮像面３２が形成されており、反対側の裏面には磁性膜３５が形成されている。台座３０の中心には円形の空間３６があり、その下方には、撮像面３２の湾曲状態、すなわち撮像素子３の湾曲状態を変化させるための湾曲制御部４ｂが配置されている。

湾曲制御部４ｂは、磁性コア３３にコイル３４が巻回された磁力発生源である電磁石を有し、コイル３４に電流を流すことで、撮像素子３の裏面の磁性膜３５とコイル３４の間に磁力を発生させる。この電磁石は、図１０に示すように、撮像素子３の中心を通り撮像面３２に垂直な軸線ｂ上の所定位置に固定して配置される。従って、コイル３４に流す電流量を増減させて磁性膜３５との間の磁力を制御することで、撮像素子３の湾曲状態を任意に変化させることができる。

以上説明したように、本実施形態の撮像装置の湾曲制御手段（湾曲制御部）は、撮像面に形成された磁性膜に作用する磁力を発生させるコイルを有し、コイルに流す電流の大きさを可変させて撮像面を湾曲させる。このような構成によっても、第１実施形態と同様に、画像ノイズ量に対する温度による影響を考慮した上で、撮像素子の撮像面の湾曲状態（曲率）をより高精度に検知及び制御することができる。

（変形実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態に記載の撮像装置の構成は一例を示したものであり、本発明を適用可能な撮像装置は上記実施形態の構成に限定されるものではない。

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録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。

なお、上記実施形態は、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。すなわち、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。

１ ：光学系
２ ：メカニカルシャッタ
３ ：撮像素子
４、４ｂ ：湾曲制御部
５ ：発光部
６ ：駆動回路
７ ：信号処理回路
８ ：画像メモリ
９ ：記録媒体
１０ ：記録回路
１１ ：画像表示装置
１２ ：表示回路
１３ ：操作部
１４ ：システム制御部
１５ ：湾曲状態検知部
１６ ：温度センサ

Claims (13)

1. 撮像面に結像した被写体像を撮像する撮像素子と、
   前記撮像素子の温度を検知する温度検知手段と、
   前記撮像面の湾曲状態を変化させる湾曲制御手段と、
   前記撮像素子が撮像した画像の画像ノイズ量、及び、前記温度検知手段が検知した前記温度に基づいて、前記撮像面の湾曲状態を検知する湾曲状態検知手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記被写体像を前記撮像面に結像させる光学系と、
   前記湾曲状態が前記光学系の湾曲収差に対応した所定の設定値となるように、前記湾曲制御手段を用いて前記撮像面の前記湾曲状態を制御する制御手段と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記設定値は、前記光学系のレンズの位置に応じて設定される
   ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記湾曲状態検知手段は、前記温度及び前記湾曲状態と前記画像ノイズ量との関係を規定するテーブルを記憶した記憶部を有し、前記テーブルに基づいて前記湾曲状態を検知する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記湾曲状態検知手段は、特定の温度における前記湾曲状態と前記画像ノイズ量との関係、及び、特定の湾曲状態における前記温度と前記画像ノイズ量との関係を規定するテーブルを記憶した記憶部を有し、前記テーブルに基づいて、線形補間により前記湾曲状態を検知する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記湾曲制御手段は、前記撮像面に形成された磁性膜に作用する磁力を発生させるマグネットを有し、前記マグネットを前記磁性膜に対して相対的に移動させて前記撮像面を湾曲させる
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記湾曲制御手段は、前記撮像面に形成された磁性膜に作用する磁力を発生させるコイルを有し、前記コイルに流す電流の大きさを可変させて前記撮像面を湾曲させる
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記画像ノイズ量を、前記撮像素子による遮光撮影時の画像データの標準偏差として算出する
   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. 前記画像ノイズ量を、前記撮像面の光軸中心を含む領域において算出する
   ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 前記画像ノイズ量を、起動時、撮影モードの切替時、あるいは撮影者による指示があったときに算出する
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載の撮像装置。
11. 撮像面に結像した被写体像を撮像する撮像素子と、
    前記撮像素子の温度を検知する温度検知手段と、
    前記撮像面の湾曲状態を変化させる湾曲制御手段と、
    を備えた撮像装置において、
    前記撮像素子が撮像した画像の画像ノイズ量、及び、前記温度検知手段が検知した前記温度に基づいて、前記撮像面の湾曲状態を検知するステップを有することを特徴とする制御方法。
12. 撮像面に結像した被写体像を撮像する撮像素子と、
    前記撮像素子の温度を検知する温度検知手段と、
    前記撮像面の湾曲状態を変化させる湾曲制御手段と、
    を備えた撮像装置において、コンピュータを、
    前記撮像素子が撮像した画像の画像ノイズ量、及び、前記温度検知手段が検知した前記温度に基づいて、前記撮像面の湾曲状態を検知する湾曲状態検知手段として機能させることを特徴とするプログラム。
13. 請求項１２に記載のプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体。

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