JP5816355B2 - 撮像装置およびその制御方法、並びにレンズユニット - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置およびその制御方法に関し、特にレンズユニットの光学特性が画像に与える影響を補正する技術に関する。
本発明はまた、自身の光学特性が画像に与える影響を撮像装置が補正することを容易にするレンズユニットに関する。

デジタルカメラを代表とする撮像装置には、出力画像が高画質であることが常に求められているが、画質を劣化させる一要因として、被写体像を結像するために用いられるレンズユニットの光学特性がある。画像劣化を引き起こす光学特性の例としては周辺減光、歪曲収差、倍率色収差などが挙げられるが、これらを完全に排除したレンズユニットを実現することは困難である。そのため、撮影された画像に対して画像処理を適用し、光学特性による画像劣化を補正する技術（光学補正技術）が知られている。

同一のレンズユニットであっても、焦点距離（ズームレンズの画角）、撮影距離（合焦距離）、絞り値等の光学パラメータの値によって光学特性が変化する。従って、光学特性による画像劣化を画像処理によって補正する場合、精度良く補正するには撮影時の光学パラメータに対応した光学補正値を用いる必要がある。

特許文献１には、ズームレンズのズーム位置（焦点距離）に応じた歪補正量の推移から生成した多項近似式を基に、光学補正量を決定する方法が提案されている。

特開２００５−２８６４８２号公報

レンズ固定式の撮像装置であれば、予め全ての光学パラメータ値の組み合わせに関して光学補正値を求めておくこともできる。実際には必要な記憶容量などに応じて離散的な組み合わせのみを記憶し、記憶されていない組み合わせについては補間によって求める構成となるかもしれないが、補正精度の確保は比較的容易である。

一方、レンズ交換式の撮像装置の場合、装着可能なレンズユニットの種類は膨大であり、マクロレンズやシフトレンズといった特殊なレンズも存在する。

前述の通り、１つの交換レンズでも光学特性は複数の光学パラメータの組み合わせごとに異なる。一般的なレンズでは焦点距離、撮影距離、絞り値の組み合わせによって光学補正値を一意に求めることができるが、レンズユニットの多様化により、光学補正値を特定するために他の光学パラメータが必要な場合がある。この点について以下説明する。

図２は等倍からｎ倍までの拡大撮影が可能な単焦点マクロレンズにおける倍率と撮影距離の関係例を示す図である。この例では撮影倍率がｍの場合とｎの場合とで撮影距離が同じ値をとるが、撮影倍率が変わると光学特性は変化するため、光学補正値は撮影倍率がｍの場合とｎの場合とで異なる。

図３は図２の特性を有するマクロレンズにおける周辺減光特性と、図２で示した撮影距離からもとめた光学補正値を用いて周辺減光を補正した結果の例を示す図である。具体的には、均一輝度の被写体を撮影して得られた画像の明るさ（光量）が、画像中心からの距離である像高に応じてどのように変化しているかを、画像中心の明るさを１００として示している。

図３（ａ），（ｂ）はそれぞれ、撮影倍率がｍの場合とｎの場合とにおけるマクロレンズの周辺減光特性を示している。像高が高くなるにつれ（画面の中心から周辺に向かうにつれ）光量が減少する点では共通しているが、特性は異なっている。従って、焦点距離、撮影距離、絞り値の組み合わせからでは、撮影倍率がｍの場合とｎの場合との少なくとも一方について、用いるべき周辺減光の光学補正値を特定することができない。

図３（ｃ），（ｄ）に、撮影倍率を考慮せずに特定した光学補正値を用いた補正結果の例を示す。この例では、撮影倍率がｍの場合は周辺減光が適切に補正されているば、撮影倍率がｎの場合は補正が不足し、適切な補正が行なわれていない。このように、レンズユニットによっては、焦点距離、撮影距離、絞り値の情報だけでは適切な光学補正値を決定することができない場合がある。

例えば図２の特性を有するマクロレンズを用いて撮影された画像に対して適切な光学補正を行うには、撮影倍率を特定するための情報が必要である。例えば撮影倍率はレンズユニットに設けられた倍率変更用リングの手動操作によって機械的に設定されるが、設定された撮影倍率が分かれば適切な光学補正値を特定することができる。

このように、レンズ交換式の撮像装置において、様々な種類（機種）のレンズユニットで撮影されうる画像に対して適切な光学補正を適用するためには、光学補正値を特定するために必要な光学パラメータ値を、レンズユニットの機種ごとに取得する必要がある。

しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、光学補正値の特定に必要な光学パラメータの種類がレンズユニットの機種によって異なる場合があることが考慮されておらず、上述した課題は解決されていない。

本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、光学補正値の特定に必要な光学パラメータがレンズユニットの機種に応じて異なる場合でも、適切な光学補正が可能な撮像装置およびその制御方法を提供することを一目的とする。

上述の目的は、レンズユニットが着脱可能であり、撮影された画像に光学補正値を用いた画像処理を適用することにより、撮影に用いたレンズユニットの光学特性が画像に与える影響を補正する光学補正機能を有する撮像装置であって、装着されたレンズユニットから、撮影の際の光学特性に関する光学パラメータを取得する取得手段であって、装着されたレンズユニットが第１のレンズユニットの場合は、第１の光学パラメータを取得し、装着されたレンズユニットが第２のレンズユニットの場合は、第１の光学パラメータと、第１の光学パラメータと異なる情報であって第２のレンズユニットが有する撮影倍率を変化させる機構の位置情報を含む第２の光学パラメータとを取得する取得手段と、光学補正データを保持するメモリと、撮影された画像に対し、光学補正データと取得手段が取得した光学パラメータとに基づく光学補正値を用いた画像処理を適用することにより、装着されたレンズユニットの光学特性に対応させて当該撮影された画像を補正可能な補正手段とを有し、補正手段は、装着されたレンズユニットが第１のレンズユニットの場合は光学補正データおよび第１の光学パラメータに基づいた光学補正値を、装着されたレンズが第２のレンズユニットの場合は光学補正データおよび第２の光学パラメータに基づいた光学補正値を用いることを特徴とする撮像装置によって達成される。

このような構成により、本発明によれば、光学補正値の特定に必要な光学パラメータがレンズユニットの機種に応じて異なる場合でも、適切な光学補正が可能な撮像装置およびその制御方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の一例としてのレンズ交換式デジタルカメラシステムの機能構成例を示すブロック図 単焦点マクロレンズにおける倍率と撮影距離の関係例を示す図 図２の特性を有するマクロレンズにおける周辺減光特性と、図２で示した撮影距離からもとめた光学補正値を用いて周辺減光を補正した結果の例を示す図 図１における、カメラ制御部とレンズ制御部との通信に係る構成の例を示すブロック図 図４のレンズ制御部が有するレンズ種類被判定部の構成例を示す図 本発明の第１の実施形態に係るカメラ制御部が行う交換レンズ種別の判定処理および光学パラメータ受信処理を説明するためのフローチャート 本発明の第１の実施形態に係る光学補正処理を示すフローチャート 図１のメモリ１０６に記憶する光学補正データの構造例を示す図 図１のメモリ１０６に記憶する光学補正データの構造例を示す図 図１のメモリ１０６に記憶する光学補正データの構造例を示す図 光学パラメータの組み合わせごとに保持する光学補正値の例を示す図 図２の特性を有するマクロレンズにおける周辺減光特性と、第１の実施形態によって得られる光学補正値を用いて周辺減光を補正した結果の例を示す図 本発明の第２の実施形態に係るカメラ制御部が行う交換レンズ種別の判定処理および光学パラメータ受信処理を説明するためのフローチャート

（第１の実施形態）
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説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の一例としてのレンズ交換式デジタルカメラシステムの機能構成例を示すブロック図である。カメラシステムはカメラ１０と、カメラ１０に着脱可能なレンズユニットである交換レンズ１００とから構成される。マウント１は、カメラ１０に対して交換レンズ１００を着脱可能に装着するための機構であり、カメラ１０から交換レンズ１００に電源を供給したり、カメラ１０と交換レンズ１００との間で相互に通信したりするための電気的接点を備える。マウント１は、カメラ１０が有する部分と交換レンズ１００が有する部分とに分かれるが、図１では便宜上まとめて記載している。

イメージセンサ（撮像素子）１１は複数の画素を有する光電変換デバイスである。イメージセンサ１１は、交換レンズ１００内の撮像レンズ１０１により形成された被写体像を各画素で光電変換して被写体像に対応したアナログ電気信号を出力する。また、Ａ／Ｄ変換部１２は、イメージセンサ１１から出力されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換する。画像処理部１３は、Ａ／Ｄ変換部１２の出力するデジタル信号に対して各種の画像処理を適用し、画像データを生成する。画像処理部１３は、撮像レンズ１０１の光学特性が画像に与える影響を画像処理によって補正する光学補正機能を提供する光学補正部１３０と、画素補間処理や輝度信号処理、色信号処理など、いわゆる現像処理を行うその他画像処理部１３１とを有する。画像処理部１３にて生成された画像データは表示部１４に表示されたり、メモリカードなどの記録媒体１５に記録されたりする。

メモリ１６は、画像処理部１３の処理バッファや、後述するカメラ制御部１８が実行するプログラムの記憶装置として利用される。メモリ１６は、光学補正部１３０が使用する光学補正値が定義された後述の光学補正データの記憶装置や、カメラ１０が表示部１４に表示するメニュー画面などのＧＵＩデータの記憶装置としても用いられる。

操作入力部１７は、電源のオン／オフを行うための電源スイッチ、画像の記録を開始させる撮影スイッチおよび、各種メニューの設定を行うための選択／設定スイッチ等、ユーザがカメラ１０に指示を入力するための入力デバイス群である。カメラ制御部１８は、マイクロコンピュータを有し、メモリ１６に記憶されたプログラムを実行し、画像処理部１３の制御や交換レンズ１００との通信制御など、カメラシステム全体の動作制御を行う。

交換レンズ１００が有するレンズ駆動部１０２は、レンズ制御部１０３の制御に従い、撮像レンズ１０１のアクチュエータやモータを駆動する。撮像レンズ１０１のアクチュエータやモータは、撮像レンズ１０１が有するフォーカスレンズ、ズームレンズ、絞りおよび防振レンズなどを移動または動作させる。レンズ制御部１０３はマイクロコンピュータを有し、カメラ制御部１８からマウント１を通じて受信した制御信号に応じてレンズ駆動部１０２を制御する。メモリ１０４は、レンズ制御部１０３が用いる各種データの記憶装置として用いられる。

図４は、図１における、カメラ制御部１８とレンズ制御部１０３との通信に係る構成の例を示すブロック図である。
まず、マウント１が有する端子について説明する。
ＬＣＬＫ端子 １−１は、カメラ１０から交換レンズ１００に出力される通信クロック信号用の端子である。ＤＣＬ端子 １−２は、カメラ１０から交換レンズ１００に出力される通信データ用の端子である。ＤＬＣ端子 １−３は、交換レンズ１００からカメラ１０に出力される通信データ用の端子である。
ＭＩＦ端子 １−４は、カメラ１０に交換レンズ１００が装着されたことを検出するための端子である。カメラ制御部１８内のマイクロコンピュータ（以下、カメラマイコンという）２０は、ＭＩＦ端子 １−４の電圧に基づいて、交換レンズ１００がカメラ１０に装着されたことを検出する。

ＤＴＥＦ端子 １−５は、カメラ１０に装着された交換レンズ１００の種類を検出するための端子である。カメラマイコン２０は、ＤＴＥＦ端子 １−５の電圧に基づいて、カメラ１０に装着された交換レンズ１００の種類を検出する。

ＶＢＡＴ端子 １−６は、カメラ１０から交換レンズ１００に、通信制御を除く各種動作に用いられる駆動用電源（ＶＭ）を供給するための端子である。ＶＤＤ端子 １−７は、カメラ１０から交換レンズ１００に、通信制御に用いられる通信制御用電源（ＶＤＤ）を供給する端子である。ＤＧＮＤ端子 １−８は、カメラ１０と交換レンズ１００の通信制御系をグランドに接続する端子である。ＰＧＮＤ端子 １−９は、カメラ１０と交換レンズ１００に設けられたアクチュエータやモータ等を含むメカニカル駆動系をグランドに接続するための端子である。

本実施形態のカメラ１０には、カメラ１０との通信電圧が異なる複数種類の交換レンズ１００が装着されうる。以下の説明では、説明及び理解を容易にするため、カメラ１０がＤＴＥＦ端子 １−５の電圧に基づいて識別する交換レンズ１００の種類が、２種類であるとする。具体的には、第１の交換レンズ（第１のレンズユニット）と、第１のレンズユニットと通信電圧が異なる第２の交換レンズ（第２のレンズユニット）とする。

なお、ＤＴＥＦ端子 １−５の電圧で検出される「種類」は、光学補正値を特定するために必要な光学パラメータの種類によって分類される「種類」であり、いわゆる「機種」とは必ずしも対応しない。また、交換レンズの「種類」と、光学補正値を特定するために必要な光学パラメータの種類とは、予め対応付けて例えばメモリ１６に記憶しておくことができる。

本実施形態において第１の交換レンズは、光学補正値を特定するために必要な光学パラメータが、焦点距離（単位はmm）、撮影距離（単位はcm）、および絞り値のぞれぞれを特定可能な情報である交換レンズである。焦点距離を特定可能な情報は、例えば焦点距離の値や、ズームレンズの位置である。撮影距離を特定可能な情報は、例えば撮影距離の値や、フォーカスレンズの位置である。絞り値を特定可能な情報は、例えば絞り値や絞り値に対応する数値である。

一方、第２の交換レンズは、光学補正値を特定するために必要なパラメータが、絞り値と撮影倍率のぞれぞれを特定可能な情報である交換レンズである。撮影倍率を特定可能な情報は、例えば撮影倍率の値や、撮影倍率を制御する光学部材の位置情報である。マクロレンズは第２の交換レンズに該当する交換レンズの一例である。マクロレンズの撮影倍率は、倍率変更用リングの回転によって位置が変化する光学部材によって変化する。そのため、撮影倍率を特定可能な情報として、倍率変更用リングのような撮影倍率変更機構の位置情報を、撮影倍率を制御する光学部材の位置情報として用いてもよい。

カメラ制御部１８内に設けられたカメラ電源部２１は、カメラ１０に搭載されたバッテリから供給されたバッテリ電圧を各部の動作に必要な電圧に変換する。本実施形態においてカメラ電源部２１は、電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，ＶＭを生成するものとする。

第１の電圧Ｖ１は、第１および第２の交換レンズの通信制御用電源（ＶＤＤ）としての電源電圧であるとともに、第１の交換レンズの通信電圧である。第２の電圧Ｖ２は、第２の交換レンズの通信電圧である。第３の電圧Ｖ３は、カメラマイコン２０の動作用電源としての電源電圧である。第４の電圧ＶＭは第１および第２の交換レンズの駆動用電源としての電源電圧である。

操作入力部１７の電源スイッチの操作により電源オンが指示されると、カメラマイコン２０は、ＣＮＴ＿ＶＤＤ＿ＯＵＴ端子からスイッチ２２をオンする信号を出力し、カメラ１０から交換レンズ１００へのＶＤＤとＶＭの供給を開始する。電源オフが指示されるとカメラマイコン２０は、ＣＮＴ＿ＶＤＤ＿ＯＵＴ端子からの信号出力を停止してスイッチ２２をオフとし、カメラ１０から交換レンズ１００へのＶＤＤとＶＭの供給を停止する。

カメラマイコン２０は、電圧変換部２３を介して交換レンズ１００との通信を行う。カメラマイコン２０は、通信用クロック信号を出力するＬＣＬＫ＿ＯＵＴ端子と、交換レンズへの通信データを出力するＤＣＬ＿ＯＵＴ端子と、交換レンズからの通信データの入力を受けるＤＬＣ＿ＩＮ端子とを有する。通信用クロック信号および通信データは、通信用信号である。

また、カメラマイコン２０は、交換レンズ１００の装着を検出するためのＭＩＦ＿ＩＮ端子と、交換レンズ１００の種類を識別するためのＤＴＥＦ＿ＩＮ端子と、電圧変換部２３への通信電圧切り替え信号を出力するＣＮＴ＿Ｖ＿ＯＵＴ端子とを有する。

さらに、カメラマイコン２０は、スイッチ２２をオン・オフさせる信号を出力するＣＮＴ＿ＶＤＤ＿ＯＵＴ端子と、画像処理部１３との接続端子と、操作入力部１７との接続端子とを有する。

レンズ制御部１０３内のマイクロコンピュータ（以下、レンズマイコンという）２１１は、カメラ制御部１８の電圧変換部２３を介してカメラマイコン２０と通信を行う。レンズマイコン２１１は、通信用クロック信号の入力を受けるＬＣＬＫ＿ＩＮ端子と、カメラ１０への通信データを出力するＤＬＣ＿ＯＵＴ端子と、カメラ１０からの通信データの入力を受けるＤＣＬ＿ＩＮ端子と、レンズ駆動部１０２との接続端子とを有する。また、レンズ制御部１０３はＶＤＤからレンズマイコン２１１の動作電圧を生成するレンズ電源部２１４を有する。

交換レンズ１００のカメラ１０への装着検出について説明する。カメラマイコン２０のＭＩＦ＿ＩＮ端子は、抵抗Ｒ２（１００ＫΩ）によって電源にプルアップされているので、レンズ未装着時にはその電圧値はＨ（Ｈｉｇｈ）となる。しかし、ＭＩＦ＿ＩＮ端子は、交換レンズ（第１および第２の交換レンズ）１００が装着されると交換レンズ１００においてＧＮＤに接続されるため、交換レンズ１００の種類にかかわらず交換レンズ１００が装着された時点でその電圧値はＬ（Ｌｏｗ）となる。

図５は、レンズ制御部１０３が有するレンズ種類被判定部２１３の構成例を示す図である。レンズ種類被判定部２１３は、マウント１に設けられたＤＴＥＦ端子とＧＮＤとの間に設けられたアクセサリ側抵抗ＲＬにより構成される。抵抗ＲＬの抵抗値は、交換レンズの種類に応じた値を予め設定しておく。例えば、図５（Ａ）に示す第１の交換レンズに設けられた抵抗ＲＬでは０Ωとし、図５（Ｂ）に示す第２の交換レンズに設けられた抵抗ＲＬでは３００ＫΩとする。

カメラ１０では、マウント１のＤＴＥＦ端子とカメラマイコン２０の動作用電源の電圧（Ｖ３）との間にカメラ側抵抗Ｒ１（例えば１００ＫΩとする）が接続され、さらにＤＴＥＦ端子がカメラマイコン２０のＤＴＥＦ＿ＩＮ端子に接続される。カメラマイコン２０のＤＴＥＦ＿ＩＮ端子は、ＡＤ変換機能（ここでは、０〜１．０Ｖを入力レンジとする１０ＢｉｔのＡＤ変換機能とする）を備えている。

カメラマイコン２０による交換レンズの種類判定の動作について説明する。カメラマイコン２０は、ＤＴＥＦ＿ＩＮ端子に入力される電圧値に応じて、装着された交換レンズの種類判定を行う。具体的には、カメラマイコン２０は、入力された電圧値をＡＤ変換し、そのＡＤ変換値とカメラマイコン２０が予め有するレンズ種類判定基準とを比較することでレンズ種類判定を行う。

例えば、第１の交換レンズが装着された場合は、ＤＴＥＦ＿ＩＮ端子に入力される電圧のＡＤ変換値は、Ｒ１の１００ＫΩとＲＬの０Ωとの抵抗比ＲＬ／（Ｒ１＋ＲＬ）で、およそ「０ｘ００００」と決まる。このため、カメラマイコン２０は、ＤＴＥＦ＿ＩＮ端子のＡＤ変換値が第１のレンズ種類判定基準である「０ｘ００００〜０ｘ００７Ｆ」の範囲内にあることを検出して、装着された交換レンズが第１の交換レンズであると判定する。

一方、第２の交換レンズが装着された場合は、ＤＴＥＦ＿ＩＮ端子に入力される電圧のＡＤ変換値はＲ１の１００ＫΩとＲＬの３００ＫΩとの抵抗比ＲＬ／（Ｒ１＋ＲＬ）で、およそ「０ｘ０２ＦＦ」と決まる。このため、カメラマイコン２０は、ＤＴＥＦ＿ＩＮ端子のＡＤ変換値が第２のレンズ種類判定基準である「０ｘ０２８０〜０ｘ０３７Ｆ」の範囲内にあることを検出して、装着された交換レンズが第２の交換レンズであると判定する。

前述したように、カメラマイコン２０は、装着された交換レンズ１００の種類を、ＤＴＥＦ＿ＩＮ端子に入力される電圧値に基づいて判定する。そして、交換レンズ１００の種類の判定結果に応じて、ＣＮＴ＿Ｖ＿ＯＵＴ端子から出力する信号の論理レベルを制御する。具体的には、ＤＴＥＦ＿ＩＮ端子の電圧値から、装着された交換レンズ１００が第１の交換レンズであると判定した場合、カメラマイコン２０は、ＣＮＴ＿Ｖ＿ＯＵＴ端子からＨレベルの信号を出力して通信電圧をＶ１に制御する。また、装着された交換レンズ１００が第２の交換レンズであると判定した場合、カメラマイコン２０は、ＣＮＴ＿Ｖ＿ＯＵＴ端子からＬレベルの信号を出力して通信電圧をＶ２に制御する。

ＤＴＥＦ＿ＩＮ端子の電圧値（ＡＤ変換値）として上述した第１および第２のレンズ種類判定基準外の範囲の電圧値を検出した場合、カメラマイコン２０は、カメラ１０が対応していない交換レンズである「非対応レンズ」が装着されたものと判定する。または、レンズ種類判定が正常に行えないとして判定を留保（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）する。これらの場合は、カメラマイコン２０は、交換レンズ１００との通信を行わない。

図６は、本実施形態においてカメラマイコン２０が行う交換レンズ種別の判定処理および光学パラメータ受信処理を説明するためのフローチャートである。図６に示す処理は、カメラマイコン２０が、メモリ１６内に格納されたプログラムを実行することにより実施される。

カメラマイコン２０は、Ｓ６０でＭＩＦ＿ＩＮ端子から電圧値Ｈ又はＬを、Ｓ６１でＤＴＥＦ＿ＩＮ端子から電圧値を読み込む。なお、Ｓ６０とＳ６１とを同時に実行してもよい。

ＭＩＦ＿ＩＮ端子の電圧値がＬであり、交換レンズ１００の装着が検出された場合、Ｓ６２でカメラマイコン２０は、ＤＴＥＦ＿ＩＮ端子の電圧値（のＡＤ変換結果）に基づいて、装着された交換レンズ１００の種類を判定する。カメラマイコン２０は、装着された交換レンズ１００が第１の交換レンズ（図にはレンズタイプ１と記す）であると判定した場合は、Ｓ６３にてＣＮＴ＿Ｖ＿ＯＵＴ端子からＨを出力して通信電圧をＶ１に設定し、処理をＳ６３Ａに進める。また、装着された交換レンズ１００が第２の交換レンズ（図にはレンズタイプ２と記す）であると判定した場合、カメラマイコン２０は、Ｓ６４にてＣＮＴ＿Ｖ＿ＯＵＴ端子からＬを出力して通信電圧をＶ２に設定し、処理をＳ６４Ａに進める。さらに、装着された交換レンズ１００が第１および第２の交換レンズのいずれでもなく、「非対応レンズ」又は留保（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）と判定した場合、カメラマイコン２０は処理をＳ６５Ａに進める。

Ｓ６３ＡおよびＳ６４Ａでカメラマイコン２０は、設定した通信電圧での交換レンズ１００との通信を開始する。Ｓ６５Ａでカメラマイコン２０は、装着された交換レンズ１００との通信を開始せず、ユーザに対する警告等の処理を行う。

Ｓ６６では、カメラマイコン２０は、操作入力部１７の撮影スイッチにより画像の記録を開始させる撮影割り込みが生じたか否かを判定する。撮影割り込みが生じていない場合、カメラマイコン２０は処理をＳ７０に進める。撮影割り込みが生じている場合、カメラマイコン２０は、Ｓ６７で第１の光学パラメータを交換レンズ１００との通信により取得する。

上述の通り、第１の光学パラメータはレンズタイプ１の交換レンズの光学補正値の特定に必要な情報であり、少なくとも焦点距離、撮影距離、絞り値のそれぞれを特定可能な情報を含む、交換レンズの基本的な光学パラメータである。これらの情報は光学補正以外の処理にも利用可能であるため、本実施形態では判定されたレンズの種類に関わらず第１の光学パラメータは取得する。すなわち、本実施形態では、第２の交換レンズが装着されていると判定されている場合も、Ｓ６７で第１の光学パラメータを取得する。

次にＳ６８およびＳ６９でカメラマイコン２０は、Ｓ６２で交換レンズ１００が第２の交換レンズと判定されていれば、第２の光学パラメータを交換レンズ１００から取得する。第２の光学パラメータは第２の交換レンズの光学補正値の特定に必要な光学パラメータである。通常、第２の光学パラメータは、第１の光学パラメータとして取得するパラメータの少なくとも一部を含むため、ここでは第２の光学パラメータのうち、少なくとも第１の光学パラメータとは異なるものを取得する。本実施形態において、第２の光学パラメータは少なくとも撮影倍率を特定可能な情報を含む。また、第２のレンズがマクロレンズの場合、光学補正値は撮影倍率と絞り値から特定可能であるが、絞り値は第１の光学パラメータとして取得済みのため、Ｓ６９で取得しなくてもよい。このように、第２の光学パラメータのうち、第１の光学パラメータと重複するものは、再度取得してもしなくてもよい。

Ｓ７０でカメラマイコン２０は、操作入力部１７の電源スイッチのＯＦＦ操作による電源ＯＦＦの割り込みが生じたか否かを判定し、電源ＯＦＦの割り込みが生じた場合はＳ７１にて電源ＯＦＦの処理を行う。一方、電源ＯＦＦの割り込みが生じていない場合、カメラマイコン２０はＳ７２で、ＭＩＦ＿ＩＮ端子の電圧がＨレベルか否か、すなわち交換レンズ１００がカメラ１０から取り外されたか否かを判定する。ＭＩＦ＿ＩＮ端子からＨレベルの電圧が入力された場合、カメラマイコン２０はＳ７３で交換レンズ１００との通信を停止し、処理をＳ６０に戻す。一方、ＭＩＦ＿ＩＮ端子からＨレベルの電圧が入力されていない場合、カメラマイコン２０は処理をＳ６６に戻す。

このような通信処理を行なうことで、カメラ制御部１８は装着された交換レンズ１００の種別の判定と、装着された交換レンズ１００の光学補正値の特定に必要な光学パラメータを取得することが可能である。

なお、図６の例では装着された交換レンズ１００の種類をＤＴＥＦ＿ＩＮ端子に入力される電圧値に応じて判定する方法を説明したが、他の判定方法を用いてもよい。例えば、Ｓ６１およびＳ６２のレンズ種別判定と、Ｓ６３ＡおよびＳ６４Ａにおけるレンズタイプに応じた出力電圧の設定とを行わずに、Ｓ６３Ａの直後にレンズ種別に関する情報を交換レンズ１００から受信してレンズ種別を判定してもよい。

次に光学補正部１３０で行なう光学補正処理について説明する。図７は光学補正部１３０における光学補正処理を説明するためのフローチャートである。
まず、Ｓ１００で光学補正部１３０は、メモリ１６で保持する光学補正データのテーブルから、撮影時に使用された交換レンズ１００に対応した光学補正値が含まれている光学補正データを取得する。

メモリ１６は、複数の交換レンズの機種について光学補正データを保持する、図８に示すような構造の光学補正データテーブルを保持している。テーブルの先頭に設けられたアドレス情報領域には、交換レンズ１００の機種識別情報であるレンズＩＤと、対応する光学補正データが格納された先頭アドレスを特定するための情報が記録されている。補正データ領域には、各レンズＩＤに対応した光学補正データが順次格納されている。後述するように、補正データ領域は、第１の交換レンズに分類される交換レンズについては第１の光学パラメータから、第２の交換レンズに分類される交換レンズについては第２の光学パラメータから、光学補正値を得ることができるように構成されている。まず、光学補正部１３０は、撮影時に使用された交換レンズのＩＤをアドレス情報領域で検索し、アドレス情報領域で得られたアドレスから格納された光学補正データを取得する。

次のＳ１０１で光学補正部１３０は、上述の通り電源オン時や交換レンズ１００が交換された際にカメラ制御部１８がＳ６２で行ったレンズ種別の判定結果に基づいて、処理を分岐させる。装着されている交換レンズ１００が第１の交換レンズの場合、Ｓ１０２において光学補正部１３０は、第１の光学パラメータを用いて補正データから光学補正値を取得する。また、装着されている交換レンズ１００が第２の交換レンズの場合、Ｓ１０３において光学補正部１３０は、第２の光学パラメータを用いて補正データから光学補正値を取得する。

図９Ａは、第１の交換レンズに対応する補正データの構造を示している。補正データは、アドレス情報領域と、補正値領域とから構成されている。
図９においてＯｐｔＩｎｆｏ１［ｎ］、ＯｐｔＩｎｆｏ２［ｍ］、ＯｐｔＩｎｆｏ３［ｐ］（ｎ，ｍ，ｐはそれぞれ０以上の整数）はそれぞれ、交換レンズが取りうる以下の光学パラメータの配列を示している。
ＯｐｔＩｎｆｏ１［ｎ］：焦点距離情報
ＯｐｔＩｎｆｏ２［ｍ］：撮影距離情報
ＯｐｔＩｎｆｏ３［ｐ］：絞り値情報
なお、焦点距離や撮影距離のように、実質的に連続値を取りうる値の情報については、所定の離散値を配列値として記憶しておくことができる。

第１の交換レンズについては、アドレス情報領域に、これら３つの光学パラメータの各組み合わせと、その組み合わせに対応する光学補正値の格納アドレスを特定するための情報が設定されている。格納アドレスは、補正値領域内のアドレスである。補正値領域には、光学パラメータの各組み合わせに対応した光学補正値が順次格納されている。
従って、撮影時に用いられた第１の光学パラメータを用いてアドレス情報領域を参照し、補正値領域から光学補正値を取得することができる。

図９Ｂは、第２の交換レンズに対応する補正データの構造を示している。補正データは、アドレス情報領域と、補正値領域とから構成されている。
図９においてＯｐｔＩｎｆｏ３［ｐ］、ＯｐｔＩｎｆｏ４［ｑ］（ｐ，ｑはそれぞれ０以上の整数）はそれぞれ、交換レンズが取りうる以下の光学パラメータの配列を示している。
ＯｐｔＩｎｆｏ３［ｐ］：絞り値情報
ＯｐｔＩｎｆｏ４［ｑ］：撮影倍率情報

第２の交換レンズについては、アドレス情報領域に、これら２つの光学パラメータの各組み合わせと、その組み合わせに対応する光学補正値の格納アドレスを特定するための情報が設定されている。格納アドレスは、補正値領域内のアドレスである。補正値領域には、光学パラメータの各組み合わせに対応した光学補正値が順次格納されている。
従って、撮影時に用いられた第２の光学パラメータを用いてアドレス情報領域を参照し、補正値領域から光学補正値を取得することができる。

図１０は図９Ａおよび図９Ｂにおいて、光学パラメータの組み合わせごとに保持する光学補正値の例を示す図である。ここでは、周辺減光の補正値の例を示す。記憶容量を節減するため、離散的な像高ｈ０〜ｈ４に対する光量の値を光学補正値として保持し、離散的な光学補正値を多項式で近似して補正曲線を生成することにより、任意の像高に対する補正値を得ることができる。

このように、レンズ種別およびレンズの機種（ＩＤ）に応じて、光学補正量を特定するために必要な光学パラメータの組み合わせごとに光学補正値を記憶しておく。なお、アドレス情報領域に記憶する光学パラメータの組み合わせについても離散的な組み合わせとしておき、記憶されていない組み合わせについては、近い値の組み合わせに対応する複数の補正値を補間して光学補正値を生成してもよい。

周辺減光を例に画像処理による補正方法を説明する。補正対象の画像データの各画素について、まず画像中心からの距離である像高を求め、補正曲線から像高に対応する光量を得る。次に光量の逆数に応じたゲインを画素値に適用する。これらの処理を画像データの全画素に対して実行することで周辺減光の補正ができる。

図１１は、マクロレンズの周辺減光特性と本実施形態の方法を適用した補正結果の例を図３と同様にして示した図である。図１１（ａ），（ｂ）はそれぞれ、撮影倍率がｍの場合とｎの場合とにおけるマクロレンズの周辺減光特性を示し、図３（ａ），（ｂ）と同一である。

図３（ｃ），（ｄ）に示した、撮影倍率を考慮せずに特定した光学補正値を用いた補正結果の例と異なり、本実施形態では撮影倍率を考慮した光学補正値を用いて補正している。そのため、図１１（ｃ），（ｄ）に示すように、撮影倍率によらず、全像高において明るさがほぼ１００となり、高精度な補正画像を得ることができる。

ここでは、画像劣化の原因となる光学特性の例として、周辺減光の補正を行う場合について説明した。しかし、歪曲収差や倍率色収差などの他の光学特性についても、周辺減光と同様、光学パラメータの組み合わせに対応した、像高と補正量との離散的な組み合わせから補正曲線を生成し、像高に応じた補正値を求めて補正するという基本的な方法は共通である。

このように、本実施形態によれば、光学補正値の特定に必要な光学パラメータの組み合わせが異なるレンズユニットの種類を判別し、レンズユニットの種類に応じた適切な光学パラメータを取得し、光学補正値を特定する。そのため、レンズユニットの種類によらず共通した種類の光学パラメータの組み合わせから光学補正値を求めていた従来技術と比較して、精度の良い光学補正を実現することができる。

なお、本実施形態では説明及び理解を容易にするため、判別するレンズユニット（または光学補正値を特定するために必要な光学パラメータの組み合わせ）が２種類である場合について説明した。しかし、レンズユニットの種類や光学パラメータの組み合わせは２種類の場合に限定されず、より多くの種類に対しても同様に適用可能である。

例えば、本実施形態では第２の光学パラメータを有するレンズユニットとしてマクロレンズを、第２の光学パラメータとして撮影倍率を変化させるための機構の位置情報を有する場合を説明した。しかし、第２の光学パラメータを有するレンズユニットがマクロレンズでなくてもよく、また第２の光学パラメータが焦点距離や撮影距離を制御する光学部材の位置に関する情報であってもよい。この場合の光学部材の位置に関する情報とは、焦点距離や撮影距離を変化させるためにレンズを駆動させる機構の位置情報である。第１の光学パラメータとして取得した焦点距離（単位はmm）、撮影距離（単位はcm）の具体値ではなく、第２の光学パラメータとして取得した、焦点距離や撮影距離を制御する光学部材の位置に関する情報を、光学補正値の特定に利用することが可能である。焦点距離（単位はmm）、撮影距離（単位はcm）よりも光学部材の位置情報の方が分解能が高いシステムでは、光学部材の位置情報を使うことで高精度な光学補正が実現できる。

例えば、第１のレンズユニットは、焦点距離を具体値（例えば○○ｍｍ等）でのみ提供可能なレンズであり、第２のレンズユニットは、焦点距離を、焦点距離を制御する光学部材の位置（例えば変倍レンズの位置情報）で提供可能なレンズであってよい。この場合、光学補正値の特定に必要な光学パラメータの組み合わせが第１のレンズユニットと第２のレンズユニットとで同じであってもよい。

光学部材の位置情報は光学部材の可動域を所定数で分割した際の位置情報であってよい。例えば、変倍レンズの可動域を３２分割するレンズユニットであれば、位置情報は０，１，２，．．．，３１のいずれかの値として与えられる。レンズユニットの焦点距離範囲と分割数との関係に基づき、カメラマイコン２０はレンズの位置情報から焦点距離を割り出すことができる。つまり、光学部材の位置情報はそれ単体では焦点距離を特定しない。この、レンズユニットの焦点距離範囲と分割数の情報は、レンズ通信の開始時に取得することができる。

装着されたレンズが第１のレンズユニットと判定された場合、Ｓ６７ではｍｍで表される焦点距離情報を含んだ第１の光学パラメータを取得する。そして、装着されたレンズが第２のレンズユニットと判定された場合、Ｓ６７ではｍｍで表される焦点距離情報を含んだ第１の光学パラメータを取得し、Ｓ６９では少なくとも光学部材の位置情報で表される焦点距離情報を第２の光学パラメータとして取得する。

第２のレンズユニットに対する光学補正量の特定には、光学部材の位置情報で表される焦点距離情報を用いる。これにより、ｍｍで表される焦点距離情報を用いる場合よりも、精度の高い光学補正値を得ることができる。これは、上述の通り、光学部材の位置情報の方が焦点距離との対応づけが高精度かつ詳細である(分解能が高い）ことによる。

このように、同じ情報（焦点距離）を表す異なる光学パラメータを、レンズユニットの種類に応じて切り替えることでも、光学補正値の精度を向上させることができる。この切替は、光学補正値の特定に必要な光学パラメータの組み合わせが第１のレンズユニットと第２のレンズユニットと異なる、上述のマクロレンズとそれ以外のレンズの場合との構成と組み合わせて用いることもできる。

例えば第１のレンズユニットが装着されている場合、レンズユニットが焦点距離情報をｍｍで焦点距離をｍｍでのみ提供可能なレンズか、焦点距離を制御する光学部材の位置で提供可能なレンズかをさらに判定する。そして、後者であれば、焦点距離情報として、少なくとも焦点距離を制御する光学部材の位置を取得するようにする。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態に係る撮像装置の基本構成およびマウント１に設けられた端子は第１の実施形態で示したものと同一であるが、本実施形態において第２の交換レンズはレンズからカメラに対し光学補正データを送信する構成を有するものとする。そのために、第２の交換レンズが有するメモリ１０４には光学補正データが格納されている。ここで保持する光学補正データは図９Ｂに示した構造を有する。

図１２は、本実施形態のカメラシステムにおいてカメラマイコン２０が行う、レンズ種別判定処理、光学補正データ受信処理、および光学補正値の特定に必要な撮影時の光学パラメータ受信処理を説明するためのフローチャートである。これらの処理は、カメラマイコン２０が、メモリ１６内に格納されたプログラムを実行することにより実施される。図１２において、第１の実施形態で説明した図６と同じ処理を行うステップについては同じ参照数字を付し、説明を省略する。

図１２に示した処理は基本的に第１の実施形態と同じであるが、Ｓ６２でレンズタイプ２と判定されＳ６４Ａで通信を開始した後に、カメラマイコン２０がＳ６４Ｂで交換レンズ１００から光学補正データ取得のための通信を行なう点が異なる。この処理により交換レンズ１００のメモリ１０４に記憶された光学補正データはカメラ１０に送信され、カメラ１０のメモリ１６に保存される。送信される光学補正データは図９Ｂに示したデータ構造を有し、Ｓ６７で取得する第１の光学パラメータとＳ６９で取得する第２の光学パラメータとから光学補正値を特定することができるように設定されている。

なお、レンズユニットは装着されたカメラに対し、自身が有する（提供可能な）光学パラメータについて報知する。例えば、レンズ制御部１０３は、レンズユニットが光学特性を表すパラメータとして、具体値だけを有しているのか、具体値と光学部材の位置情報との両方を有しているのかをカメラに報知する。あるいは、具体値だけを有しているのか、具体値と光学部材の位置情報との両方を有しているのかをカメラが判定できるような情報を報知してもよい。

なお、レンズユニットが光学特性を表すパラメータとして、具体値と光学部材の位置情報との両方を有している場合、メモリ１０４に格納される光学補正データは、光学部材の位置情報に対応した光学補正データである。これは、上述したように、具体値よりも光学部材の位置情報を用いた方が高精度かつ高分解能であるという理由による。
また、この場合、レンズユニットはカメラとの通信開始時に、光学部材の位置情報を具体値に変換するために必要な情報をカメラに送信する。例えば焦点距離を調整する光学部材の位置情報を有する場合、レンズユニットの焦点距離範囲とその分割数についての情報をカメラに送信する。

メモリ１６で保持する光学補正データのテーブルは図８に示した構造を有し、交換レンズ１００から受信した光学補正データを後から参照できるようにテーブルに追加する必要がある。先述のとおり交換レンズが取り外され再度装着された場合はＳ７３を通りＳ６０に戻り、繰り返し処理が行なわれる。この場合、Ｓ６４Ｂでも光学補正データ取得のための通信を再度行なう必要が無いように、メモリ１６に装着された交換レンズに対応する光学補正データが既にあるか判定、既にある場合はＳ６４Ｂをスキップしても良い。こうすることでカメラが既に光学補正データを持っている場合は、光学補正データの通信に要する処理時間を節約することが可能である。

このような処理により、第２の交換レンズに対する光学補正データの取得と、取得した光学補正データから補正値を特定するための光学パラメータの取得が行なわれる。
光学補正部１３０で行なう光学補正処理は第１の実施形態と同じでよい。第２の交換レンズから取得した光学補正データは既にメモリ１６に格納されているため、図７で示した処理を行なうことで補正値の特定と補正処理を行なうことが可能である。

本実施形態のように、レンズユニットから光学補正データをカメラに送信し、カメラに登録して光学補正値の特定に用いることで、装着されたレンズユニットに対応した光学補正データがメモリ１６に登録されていなくても適切な光学補正が可能になる。

本実施形態では第２の交換レンズが光学補正データをカメラに送信するものとしたが、本発明はそのような形態に限定されず、複数の種類の交換レンズが光学補正データをカメラに送信してもよい。また、光学補正データをカメラに送信するレンズの種類と、その種類のレンズで必要な光学パラメータの組み合わせについても、本実施形態で示した限りではなく複数のものに対応可能である。
以上、本発明を特定の構成を有する撮像装置に適用した実施形態を示したが、本発明は特許請求の範囲の記載範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１１…イメージセンサ、１２…Ａ／Ｄ変換部、１３…画像処理部、１４…表示部、１５…記録媒体、１６…メモリ、１７…操作入力部、１８…カメラ制御部、１０１…撮像レンズ、１０２…レンズ駆動部、１０３…レンズ制御部、１０４…メモリ

Claims (10)

1. レンズユニットが着脱可能であり、撮影された画像に光学補正値を用いた画像処理を適用することにより、撮影に用いたレンズユニットの光学特性が画像に与える影響を補正する光学補正機能を有する撮像装置であって、
   装着されたレンズユニットから、撮影の際の光学特性に関する光学パラメータを取得する取得手段であって、装着されたレンズユニットが第１のレンズユニットの場合は、第１の光学パラメータを取得し、前記装着されたレンズユニットが第２のレンズユニットの場合は、前記第１の光学パラメータと、前記第１の光学パラメータと異なる情報であって前記第２のレンズユニットが有する撮影倍率を変化させる機構の位置情報を含む第２の光学パラメータとを取得する取得手段と、
   光学補正データを保持するメモリと、
   撮影された画像に対し、前記光学補正データと前記取得手段が取得した光学パラメータとに基づく光学補正値を用いた画像処理を適用することにより、前記装着されたレンズユニットの光学特性に対応させて当該撮影された画像を補正可能な補正手段とを有し、
   前記補正手段は、前記装着されたレンズユニットが前記第１のレンズユニットの場合は前記光学補正データおよび前記第１の光学パラメータに基づいた光学補正値を、前記装着されたレンズが前記第２のレンズユニットの場合は前記光学補正データおよび前記第２の光学パラメータに基づいた光学補正値を用いることを特徴とする撮像装置。
2. 前記第２の光学パラメータは、前記第１の光学パラメータに具体値として含まれる光学特性に関するパラメータに対応する、光学部材の位置情報を含むことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記第１の光学パラメータが、前記第１のレンズユニットの光学補正値の特定に必要な光学パラメータの組み合わせであり、前記第２の光学パラメータが、前記第２のレンズユニットの光学補正値の特定に必要な光学パラメータの組み合わせであることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
4. 前記取得手段は、前記第２の光学パラメータを取得する際、前記第１の光学パラメータとして取得されている光学パラメータを除いて取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記メモリには、前記光学補正データとして、前記第１の光学パラメータもしくは前記第２の光学パラメータの組み合わせに対応した光学補正値が予め記憶されており、前記補正手段は、前記取得手段が取得した光学パラメータを用いて前記光学補正データを参照することにより、前記画像に適用すべき光学補正値を特定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記取得手段は、前記装着されたレンズユニットから、レンズの機種識別情報をさらに取得し、
   前記メモリには、前記光学補正データとして、前記機種識別情報に対応して、前記第１の光学パラメータもしくは前記第２の光学パラメータの組み合わせに対応した光学補正値が予め記憶されていることを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
7. 前記補正手段は、前記装着されたレンズユニットから光学補正データを受信した場合、前記装着されたレンズユニットから受信した光学補正データと、前記取得手段が取得した光学パラメータとを用いて、前記画像に適用すべき光学補正値を特定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記第１の光学パラメータは、少なくとも焦点距離、撮影距離、絞り値のそれぞれに対応する情報を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記第２の光学パラメータは少なくとも撮影倍率に対応する光学パラメータを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. レンズユニットが着脱可能であり、撮影された画像に光学補正値を用いた画像処理を適用することにより、撮影に用いたレンズユニットの光学特性が画像に与える影響を補正する光学補正機能を有する撮像装置の制御方法であって、
    取得手段が、装着されたレンズユニットから、撮影の際の光学特性に関する光学パラメータを取得する工程であって、装着されたレンズユニットが第１のレンズユニットの場合は、第１の光学パラメータを取得し、前記装着されたレンズユニットが第２のレンズユニットの場合は、前記第１の光学パラメータと、前記第１の光学パラメータと異なる情報であって前記第２のレンズユニットが有する撮影倍率を変化させる機構の位置情報を含む第２の光学パラメータとを取得する工程と、
    補正手段が、撮影された画像に対し、前記撮像装置が有するメモリが保持する光学補正データと前記取得する工程で取得した光学パラメータとに基づく光学補正値を用いた画像処理を適用することにより、前記装着されたレンズユニットの光学特性に対応させて当該撮影された画像を補正する工程とを有し、
    前記補正する工程では、前記装着されたレンズユニットが前記第１のレンズユニットの場合は前記光学補正データおよび前記第１の光学パラメータに基づいた光学補正値を、前記装着されたレンズが前記第２のレンズユニットの場合は前記光学補正データおよび前記第２の光学パラメータに基づいた光学補正値を用いることを特徴とする撮像装置の制御方法。

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