(57)【要約】【課題】  撮像面の曲率を制御可能な撮像素子を用いる場合に、消費電力を低減すること。【解決手段】  システム制御部１４は、曲率制御部４が像面を湾曲させることができるよう構成された撮像素子３の撮像面を湾曲させるよう制御する。また、システム制御部１４は、前記撮像素子が記録用の画像データを取得するときの曲率と比較して、前記撮像素子が記録用の画像データを取得しないときの前記撮像面の曲率が小さくなるよう制御する。システム制御部１４は前記撮像面の曲率を変更する際に、前記撮像面の曲率の変化による焦点状態のずれを補正するよう前記フォーカスレンズの駆動を制御する。【選択図】  図１０
2018056836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像面を湾曲させることができるよう構成された撮像素子と、
前記撮像素子の撮像面を湾曲させる駆動手段と、
前記駆動手段を駆動して前記撮像面の曲率を制御する曲率制御手段と、
フォーカスレンズの駆動を制御する焦点調節手段と、を有し、
前記曲率制御手段は、前記撮像素子が記録用の画像データを取得するときの曲率と比較して、前記撮像素子が記録用の画像データを取得しないときの前記撮像面の曲率が小さくなるよう制御し、
前記曲率制御手段が前記撮像面の曲率を変更する際に、前記焦点調節手段は前記撮像面の曲率の変化による焦点状態のずれを補正するよう前記フォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記駆動手段に電力を供給する供給手段を有し、前記曲率制御手段が前記撮像面の曲率を、前記撮像素子が記録用の画像データを取得するときの曲率である第２の曲率よりも小さい第１の曲率に制御している場合には、前記曲率制御手段が前記撮像面の曲率を前記第２の曲率に制御している場合と比較して、前記供給手段が供給する電力が少ないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記曲率制御手段が前記撮像面の曲率を第１の曲率に制御している場合には、前記供給手段は電力を供給しないことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記焦点調節手段は、前記撮像面の曲率の変化による焦点状態のずれを補正する焦点補正量に基づいて前記フォーカスレンズの駆動を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記焦点補正量のデータを有する記憶手段を有し、前記焦点調節手段は前記記憶手段が有する前記焦点補正量のデータに基づいて前記フォーカスレンズの駆動を行うことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
交換レンズから前記焦点補正量のデータを取得する取得手段を有し、前記焦点調節手段は前記取得手段が取得した前記焦点補正量のデータに基づいて前記フォーカスレンズの駆動を行うことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記焦点補正量のデータは、焦点距離ごとの前記焦点補正量のデータであることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記焦点補正量のデータは、前記供給手段が前記駆動手段に供給する電力の量ごとの焦点補正量のデータであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記焦点補正量は、前記焦点調節手段が前記フォーカスレンズを駆動する駆動量であることを特徴とする請求項４乃至請求項８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記焦点状態を検出する焦点検出手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記焦点検出手段はコントラスト検出式の焦点検出を行い、
前記曲率制御手段が前記撮像面の曲率を前記撮像素子が記録用の画像データを取得するときの曲率に制御している間は、前記焦点検出手段が継続的に焦点検出を行うことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記曲率制御手段は、前記撮像面の曲率を前記撮像素子が記録用の画像データを取得するときの曲率に変更するよう制御した後に、前記焦点検出手段は所定の範囲についてレンズを駆動しながら撮像素子から得られる輝度信号の高域の周波数成分に基づく評価値が最大値に相当するレンズ位置を合焦位置とすることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記記録用の画像データは、静止画又は動画の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
撮像面を湾曲させることができるよう構成された撮像素子を有する撮像装置の制御方法において、
前記撮像素子の撮像面を湾曲させる駆動ステップと、
前記駆動ステップにおける前記撮像面の曲率を制御する曲率制御ステップと、
フォーカスレンズの駆動を制御する焦点調節ステップと、を有し、
前記曲率制御ステップでは、前記撮像素子が記録用の画像データを取得するときの曲率と比較して、前記撮像素子が記録用の画像データを取得しないときの前記撮像面の曲率が小さくなるよう制御し、
前記曲率制御ステップで前記撮像面の曲率を変更する際に、前記焦点調節ステップでは前記撮像面の曲率の変化による焦点状態のずれを補正するよう前記フォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズの像面湾曲に応じて、撮像素子の撮像面の曲率を制御することができる撮像素子を備えた撮像装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、湾曲する撮像素子の撮像面の凹曲面側に光電変換素子を配置し、その凹曲面の曲率を制御できる撮像素子が知られている。このような撮像素子では、光学ズームによる焦点距離の変化に応じた像面湾曲の状態に合わせて撮像面の曲率を異ならせるよう制御することで、像面湾曲の影響を軽減することができる。
【０００３】
特許文献１は、電磁石による磁力の変化、熱による体積収縮率、又は吸引力による真空度を利用して、撮像素子の撮像面の曲率を変更する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８２１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の技術では、焦点距離の変化に応じた像面湾曲の状態に合わせて撮像素子の撮像面の曲率を異ならせるよう制御することができる。しかしながら、光学ズームによる焦点距離の変化に応じた曲率の変更や、変更した曲率を維持するためには、電力を供給し続ける必要があるため、電力を多く消費する、という課題が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、撮像面の曲率を制御可能な撮像素子を用いる場合に、消費電力を低減することができる撮像装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、撮像面を湾曲させることができるよう構成された撮像素子と、前記撮像素子の撮像面を湾曲させる駆動手段と、前記駆動手段を駆動して前記撮像面の曲率を制御する曲率制御手段と、フォーカスレンズの駆動を制御する焦点調節手段と、を有し、前記曲率制御手段は、前記撮像素子が記録用の画像データを取得するときの曲率と比較して、前記撮像素子が記録用の画像データを取得しないときの前記撮像面の曲率が小さくなるよう制御し、前記曲率制御手段が前記撮像面の曲率を変更する際に、前記焦点調節手段は前記撮像面の曲率の変化による焦点状態のずれを補正するよう前記フォーカスレンズの駆動を制御するよう構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、撮像面の曲率を制御可能な撮像素子を用いる場合に、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】光学レンズによる像面湾曲を説明する図。
【図３】焦点距離（ズーム位置）による像面湾曲の程度の違いを説明する図。
【図４】撮像素子の撮像面の曲率を制御するための構成を説明する図。
【図５】曲率設定値と撮像素子の撮像面の曲率との関係を説明する図。
【図６】撮像装置におけるレンズ構成の一例を説明する図。
【図７】フォーカスレンズ位置とＡＦ評価値レベルとの関係を説明する図。
【図８】撮像素子の撮像面の曲率を変更した際のピントずれを説明する図。
【図９】焦点補正量と、ピントすれの補正について説明する図。
【図１０】静止画撮影処理を説明するフローチャート。
【図１１】第２の実施形態の静止画撮影処理を説明するフローチャート。
【図１２】第３の実施形態の動画撮影処理を説明するフローチャート。
【図１３】第４の実施形態の静止画撮影処理を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施形態］
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１１】
［撮像装置の構成］
図１は、本実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の撮像装置１００は、レンズ及び絞りを有する光学系１、メカニカルシャッタ（メカシャッタとも称する）２、撮像素子３、曲率制御部４、ストロボ等の発光部５を備える。曲率制御部４は、光学系１のレンズ位置によって変化する像面湾曲に対応して撮像素子３の撮像面の曲率を制御することにより、像面湾曲を補正するためのものである。
【００１２】
また、撮像素子３から出力された画像データに必要な信号処理を行う信号処理回路７、信号処理された画像データを記憶する画像メモリ８、撮像装置から取り外し可能な記録媒体９を備える。さらに、信号処理された画像データを記録媒体９に記録する記録回路１０、信号処理された画像データを表示する画像表示装置１１、画像表示装置１１に画像を表示させる表示回路１２、ユーザーの操作を受け付ける操作部１３を備える。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。
【００１３】
システム制御部１４は明るさに応じて光学系１の絞りを制御することにより撮像素子３に入射する被写体光量を調整する。さらに、撮像素子３の電荷蓄積時間を変化させて露光量調節するよう制御する。撮像素子３は、受像面に結像され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し、蓄積された信号電荷は信号電圧として読み出される。その後、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換された画像信号が信号処理回路７に対して出力される。
【００１４】
また、システム制御部１４（焦点検出手段）では、本実施形態の焦点検出処理が行われる。焦点検出方式については後述する。
【００１５】
記憶部６は図５及び図９（後述）のデータテーブルを記憶しており、システム制御部１４は記憶部６が有しているデータテーブルを参照して撮像素子３の曲率や焦点補正量を求める。
【００１６】
信号処理回路７では、デジタル画像信号に対して、色変換処理、ホワイトバランス処理、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理、画像補正処理等を行う。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記憶したりするために用いられる。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は、記録回路１０において記録媒体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）に変換されて記録媒体９に記録される。また、画像データは信号処理回路７で解像度変換処理を実施された後、表示回路１２において画像表示装置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）に変換されて画像表示装置１１に表示される。図７は、フォーカスレンズ位置とＡＦ評価値レベルとの関係を示した図である。ＡＦ（オートフォーカス）方式の一つであるコントラスト検出式の焦点検出では、撮像素子３に結像され読み出された実際の被写体像の信号を用いて、焦点調整（ピント合わせ）を行う。本実施形態では、信号処理回路７に取り込まれたデジタルＲＧＢ信号から近接画素の輝度差の積分値を求め、この輝度差の積分値を、焦点状態（合焦度合い）を示すＡＦ評価値とする。合焦状態にあるときは被写体の輪郭部分がはっきりしており、近接画素間の輝度差が大きくなるのでＡＦ評価値が大きくなる。また、非合焦状態のときは、被写体の輪郭部分がぼやけるため、画素間の輝度差は小さくなるので、ＡＦ評価値が小さくなる。ＡＦ動作の実行時は、ＡＦ評価値が最も大きくなった位置、すなわち、ピーク位置を合焦点としてレンズを停止させる。
【００１７】
操作部１３は、電源ボタン、レリーズスイッチ、ズームレバーなど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、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、操作部１３からの信号に応じて必要な制御を行う。
【００１８】
［光学系１が有するレンズ構成］
図６は、本実施形態の撮像装置におけるレンズ構成の一例を示した図である。高倍率のズーム機能が必要とされる撮像装置においては、複数のレンズ群から構成された撮像光学系を備えていることが一般的である。ここでは４群のレンズ群を有する場合を例に説明する。また説明の簡略化のため、一つのレンズ群を一枚のレンズとして図示している。第１群レンズ２０１は前玉レンズとも呼ばれる固定されたレンズである。第２群レンズ２０２は変倍レンズ（ズームレンズ）であり凹形状をしている。第２群レンズ２０２はズームモーター（不図示）で前後に移動するようになっており、撮像素子３に近づくほど焦点距離が長くなり（望遠側）、撮像素子３から遠ざかるほど焦点距離が短くなる（広角側）。第３群レンズ２０３は第１群レンズ２０１と同様に固定されたレンズである。第４群レンズ２０４はフォーカスレンズであり、焦点調整の役割を担っている。第４群レンズ２０４はフォーカスモーター（不図示）で前後に移動するようになっており、撮像素子３に近づくほど無限遠にピントが合うようになり、撮像素子から遠ざかるほど至近側にピントが合うようになる。なお、説明を簡略化するために、これ以降は図６で示した複数のレンズ群からなるレンズ構成を一枚のレンズ２０として表わす。
【００１９】
［像面湾曲］
図２は、像面湾曲を説明するための図である。光学系１内のレンズ２０により被写体像が撮像素子３に結像するよう構成されている。一般的に、レンズ２０は像面湾曲と呼ばれる収差を有する。図２において、撮像素子３の中心が光軸と一致しているものとする。像面湾曲が生じていると、撮像素子３における撮像領域の中心部で結像位置（焦点位置）を撮像面上の位置Ａに合わせても、撮像領域のより周辺部では結像位置が撮像面より離れた位置Ｂとなる。この場合、結像位置を面としてとらえたとき、その断面は結像面２１として示すように、平面にならない。撮像素子３の撮像面から離れた位置に結像位置があると、その部分では撮像面に対する焦点位置のずれ（焦点ずれ）が発生する。像面湾曲によって焦点ずれが生じると、画質が劣化してしまう。
【００２０】
像面湾曲の状態は、レンズ２０の種類によって異なる。また、レンズ２０にズームレンズが含まれる場合は、ズームレンズの位置に応じた物体側の焦点距離によっても像面湾曲の状態が変化する。図３は、同じ種類のレンズ２０について、物体側の焦点距離（ズーム位置）による像面湾曲の違いを示した図である。図３（ａ）は焦点距離が広角側の場合である。図３（ｂ）は焦点距離が望遠側の場合である。図３（ａ）では、図３（ｂ）と比較して像面湾曲の程度が大きく、結像面２１（ピントが合っている面）が大きく歪んでいる。図３（ｂ）では図３（ａ）と比較して像面湾曲が小さく、結像面２１の歪みも小さい。このように、物体側の焦点距離（ズーム位置）に応じて像面湾曲の状態が異なるため、本実施形態では、撮像素子３の撮像面の曲率を焦点距離（ズーム位置）に基づいて制御することで、焦点距離（ズーム位置）によらず像面湾曲を低減させる。詳しくは後述する。
【００２１】
［撮像素子３の撮像面の曲率を可変とするための構成］
図４は、本実施形態における撮像素子３と、その撮像面の曲率をシステム制御部１４の制御に応じて可変とするための構成を示した図である。図４（ａ）は撮像素子３を被写体側から見た図であり、図４（ｂ）は側面から見た断面図である。図４において、台座３０に支持されている撮像素子３は、光学系１を通過した光束を受光する面が撮像面であり、撮像面に光電変換領域３２を有している。光電変換領域３２は複数の画素部が配列された領域であり、各画素部が光束を光電変換するためのフォートダイオードを有している。撮像素子３の、撮像面と反対側である裏面には磁性膜が形成されている。台座３０の中心には円形の空間があり、撮像素子３の磁性膜の側から磁力によって撮像素子３の撮像面の曲率を制御するための曲率制御部４（駆動手段）を有している。本実施形態の曲率制御部４は電磁石であり、磁性コア３３と、磁性コア３３に巻くように取りつけられたコイル３４とを有し、コイル３４に供給する電力の大きさに応じて発生する磁力が変化する。図４に示すように、この電磁石は撮像素子３の中心を通る、撮像面に垂直な軸線ｂに対して中心を合わせた所定位置に配置される。広角側では、電磁石のコイル３４に供給する電力をより大きくするようシステム制御部１４が制御することで引張り応力を大きくし、撮像面の曲率を大きく（曲率半径を小さく）する。一方、望遠側では、電磁石のコイル３４に供給する電力を少なくするようシステム制御部１４が制御することで引張り応力を小さくし、撮像面の曲率を小さく（曲率半径を大きく）する。以上説明したように、コイル３４に流す電力の大きさをシステム制御部１４が制御し、撮像素子３の裏面に引張り応力を生じさせる磁力を制御することにより、撮像素子３の曲率を任意に変化させる。これにより、焦点距離（ズーム位置）に応じて異なる像面湾曲の影響を軽減することができる。
【００２２】
なお、撮像素子３の撮像面を湾曲させることができればその方法は上記以外の方法であっても良い。例えば特開２０１２−１８２１９４号公報に記載され公知となっている他の方法であっても良い。
【００２３】
［本実施形態で想定している課題１］
ここで、上述のように撮像素子３の撮像面の曲率を可変とした場合の課題を説明する。撮像素子３の撮像面の曲率を可変とした場合には、光学ズームの倍率（焦点距離）に応じて曲率の変更している間や変更した曲率を維持している間、システム制御部１４（供給手段）は電力を曲率制御部に供給し続けるよう制御する必要がある。特に、ライブビュー表示や動画撮影では、設定された光学ズームの倍率に応じた曲率を撮影期間にわたり維持する必要があるため、消費電力を低減する方法が望まれている。そこで、本実施形態では、ライブビュー表示中は記録する画像データを取得する際と比較して曲率を小さくするようシステム制御部１４が制御している。以下、記録する画像データの取得の一例として静止画撮影を挙げて説明する。
【００２４】
［撮像素子の撮像面の曲率設定値］
図５は、本実施形態の撮像装置における各動作モード（本実施形態ではライブビューモード及び静止画モード）に応じた曲率設定値の大小関係を示した図である。図５（ａ）は、ライブビュー表示中の曲率設定値、および焦点距離に対応した、静止画撮影のための撮像面の曲率設定値のデータテーブルである。本実施形態では曲率設定値Ａ〜Ｆとして、曲率制御部４に供給する電力の大きさを記憶部６が記憶している。本実施形態ではＡ〜Ｆの電力の大きさは、Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅ＜Ｆの関係にある。より大きな電力を供給するほど曲率の大きくなることから、Ａ〜Ｆの電力の大きさの大小関係は、Ａ〜Ｆの電力をそれぞれ供給した場合の曲率の大小関係と同様である。例えば電力Ａを供給した場合よりも電力Ｂを供給した場合のほうが曲率が大きい、すなわち撮像面が湾曲している程度が大きい。図５（ｂ）は、図４（ａ）の軸線ａ上の光電変換領域３２における撮像面の曲率が、動作モードや焦点距離に応じて図５（ａ）のＡ〜Ｆの曲率になるよう制御された場合の曲率の違いを視覚的に表わした模式図である。図５（ｂ）のＡに示すように、ライブビュー表示中は、消費電力を抑えるために電磁石に電力を供給せずに撮像面の形状を初期状態のままとしておく。本実施形態では、撮像面の初期状態は平面である場合を例示するが、静止画モード時の曲率よりも小さければ平面でなくても良い。
【００２５】
図５（ｂ）のＢ〜Ｆは、静止画撮影に伴って像面湾曲の補正をする場合の、物体側の焦点距離（ズーム位置）と撮像面の曲率設定値との関係を示している。ここでは、静止画モードに対応して広角端（ＷＩＤＥ端）から望遠端（ＴＥＬＥ端）までの５つの焦点距離について曲率設定値が設定されている場合を例示している。前述の通り、物体側の焦点距離（ズーム位置）の違いにより、結像面側の像面湾曲の状態も変化する。具体的には、焦点距離が広角側である場合には図３（ａ）に示したように望遠側よりも結像面２１の湾曲が大きくなるような像面湾曲が生じ、望遠側である場合には図３（ｂ）に示したように広角側よりも結像面２１の湾曲が小さくなるような像面湾曲が生じる。これに対応するため、焦点距離が望遠側に対して広角側になっていくほど、曲率が大きくなるようＢ〜Ｆが設定されている。つまり、焦点距離が広角側であるほど、電磁石のコイル３４に供給する電力をより大きくするようシステム制御部１４が制御することで引張り応力をより大きくし、撮像面の曲がりを大きく（曲率半径が小さく）する。一方、望遠側では、電磁石のコイル３４に供給する電力が少なくなるようシステム制御部１４が制御することで引張り応力を小さくし、撮像面の曲がりを小さく（曲率半径を大きく）する。これにより、焦点距離によらず像面湾曲による影響を低減させることができる。
【００２６】
なお、より多くの焦点距離（ズーム位置）に対応して曲率設定値を有するようにしたデータテーブルは、そうでない場合よりもデータを構成するとデータ容量が大きくなる。そこで、離散的な複数の焦点距離（ズーム位置）に対応した曲率設定値のデータテーブルを記憶部６に記憶するようにしても良い。この場合、データにはない焦点距離に対応する曲率設定値は補間により求めるようにしても良い。
【００２７】
［本実施形態で想定している課題２］
これまで、撮像素子３の撮像面の曲率を変更する方法と、動作モードや焦点距離に応じた曲率設定値について説明した。例えば、ライブビュー表示中は静止画撮影時よりも撮像素子３の撮像面の曲率が低くなるように曲率制御部４が制御することについて説明した。以下、ライブビュー表示中と静止画撮影時とで曲率を異ならせる場合における課題について説明する。
【００２８】
図８は本実施例の撮像装置における各動作モードでの、撮像面での結像の様子を示した図である。図８（ａ）はライブビュー表示中の結像の様子である。本実施形態ではシステム制御部１４がライブビュー表示中でもコントラスト検出式の焦点検出を行っているため、物体面３００に位置する被写体が、レンズ２０を介して光軸上の位置ではピントが合うように撮像素子３に結像している。既に述べたように、本実施形態ではライブビュー表示中は消費電力を抑えるために電磁石に電力を供給しないようシステム制御部１４が制御するため、撮像素子３の形状は初期状態の平面のままである。
【００２９】
図８（ｂ）は、ライブビュー表示から静止画撮影動作に切り替わり、静止画撮影のために撮像素子３の撮像面の曲率を、図８（ａ）の状態からより像面湾曲の補正をするために適した撮像面の曲率へと曲率制御部４が制御した場合を示す図である。電磁石に電力を供給することで発生する磁力により撮像面に引っ張り応力が生じ、撮像面の中心部が光軸と垂直方向に凹むように湾曲している。図８（ｂ）では、図８（ａ）のように、物体面３００の被写体に対応する結像位置が、光軸上で撮像面と一致していない。つまり、撮像素子３の撮像面を湾曲させたことで、光軸上の位置でピントが合わなくなってしまっている。
【００３０】
このように、ピント合わせをしていた状態で、撮像素子３の撮像面の曲率よりも撮影時の曲率が大きくなるように曲率制御部４が制御した場合に、撮像面にピントが合わなくなってしまうという課題がある。曲率制御部４が曲率を変更するように制御を行うことで、撮像面の位置が移動してしまうためである。
【００３１】
そこで、本実施形態では、撮像素子３の撮像面の曲率の変化に対応して生じた、最適なピント位置と実際のピント位置との差分を補正するための焦点補正量を記憶部６が有している。当該焦点補正値を、ライブビュー表示中と静止画撮影時とのそれぞれの動作モード、及びズーム位置に対応した焦点補正量を記憶部６があらかじめ記憶している。これにより、撮像素子３の撮像面の曲率の変化に対応してピントずれが生じても、再度コントラスト検出式の焦点検出を行うことなくピントずれを補正することができることから、レリーズタイムラグを軽減させることができる。
【００３２】
［焦点補正量を用いたピントずれの補正］
図９は、撮像素子３の撮像面の曲率の変化に対応して生じたピントずれ（フォーカスレンズ位置のずれ）の補正を行う方法を説明する図である。図９（ａ）は、各焦点距離（ズーム位置）における、ライブビュー表示中のフォーカスレンズ位置と、曲率制御部４が曲率を変更するように制御を行った場合のフォーカスレンズ位置との差分に対応する焦点補正量のデータテーブルである。広角側の焦点距離の場合には、望遠側の焦点距離である場合と比較して、電磁石のコイル３４に流す電力を大きく撮像面の曲率をより大きくするようシステム制御部１４が制御する。つまり、ライブビュー表示中のフォーカスレンズ位置と静止画撮影のために曲率を大きくした際のフォーカスレンズ位置との差分がより大きくなる。一方望遠側の焦点距離の場合には、広角側の焦点距離である場合と比較すると電磁石のコイル３４に小さい電力を供給するようシステム制御部１４が制御し、撮像面の曲率をより小さくする。つまり、ライブビュー表示中のフォーカスレンズ位置と静止画撮影のために曲率を大きくした際のフォーカスレンズ位置との差分がより小さくなる。
【００３３】
図９（ｂ）は、ライブビュー表示から静止画撮影動作に切り替える際に、図８（ａ）に例示した状態から撮像面を湾曲させるとともに、図９（ａ）の焦点補正量に基づきフォーカスレンズを駆動させた時の結像位置を説明する図である。本実施形態における焦点補正量は、具体的にはフォーカスレンズを移動させるステッピングモーターの駆動量（パルス数）であるとして例示する。しかしながら、撮像素子３の撮像面の曲率の変化に対応してピントずれを補正するという趣旨に沿っていればステッピングモーターの駆動量（パルス数）以外の形で記憶部６が焦点補正量を有するようにしても良い。図６で示したように、フォーカスレンズである第４群レンズ２０４を、ライブビュー表示中の位置よりも焦点補正量分だけ撮像素子３に近づく方向に移動させることにより、湾曲させた後の撮像面にピントを合わせることができる。
【００３４】
なお、より多くの焦点距離（ズーム位置）に対応して焦点補正量を有するようなデータテーブルは、より少ない焦点距離（ズーム位置）に対応して焦点補正量を有するように構成した場合と比較してデータ容量が大きくなる。そこで、一部の離散的な複数の焦点距離（ズーム位置）に対応した焦点補正量のデータテーブルを記憶部６に記憶するようにしても良い。この場合、データにはない焦点距離に対応する曲率設定値は公知の方法を用いて補間により求めるようにしても良い。
【００３５】
［静止画撮影処理フロー］
図１０は本実施形態における、静止画撮影処理のフローを説明するためのフローチャートである。当該フロー中で、前述の撮像素子３の撮像面の曲率の変化に対応したフォーカスレンズ位置の補正を行っている。
【００３６】
撮像装置の電源がＯＮされると、ライブビュー表示動作を開始する（ステップＳ１００１）。
【００３７】
次に、ズーム位置（焦点距離）の検知を行う（ステップＳ１００２）。なお、本ステップのズーム位置の検知は、後述のステップＳ１００５の撮像素子３の撮像面の曲率変更及びステップＳ１００６の焦点補正量算出より前に行っていれば良い。
【００３８】
その後コントラストＡＦ動作を行う（ステップＳ１００３）。ライブビュー表示中なので、本実施形態では消費電力を抑えるために電磁石に電力を供給しないようシステム制御部１４が制御しており、撮像素子３の形状は初期状態の平面のままである。したがって、本ステップのコントラストＡＦ動作では撮像素子３の撮像面の形状が平面のままでピントが合うように、コントラスト検出式の焦点検出を行う。そして、当該焦点検出結果に基づいて、システム制御部１４はフォーカスレンズを駆動するよう制御する。
【００３９】
ステップＳ１００４にて、レリーズスイッチが押されたかどうかの判定を行う。レリーズスイッチが押されていない場合はステップＳ１００２に戻り、Ｓ１００２〜Ｓ１００４を繰り返す。レリーズスイッチが押された場合は、ステップＳ１００５に進む。
【００４０】
ステップＳ１００５では、撮像素子３の曲率変更を行う。具体的には、システム制御部１４（曲率制御手段）がステップＳ１００２で得られたズーム位置検知結果と図５（ａ）のデータテーブルに基づいて、像面湾曲の影響を軽減するために最適な曲率設定値を特定する。そして、電磁石に電力を供給し、当該曲率設定値に応じた撮像面の曲率になるようシステム制御部１４が制御する。
【００４１】
次に、ステップＳ１００６では、ステップＳ１００２で得られたズーム位置検知結果に対応する焦点補正量を、図９（ａ）のデータテーブルよりシステム制御部１４が算出する。なお、ステップＳ１００５の撮像素子３の曲率変更とステップＳ１００６の焦点補正量算出は並行して行っても良いし、順番が前後しても良い。両ステップにおける処理はともに、ステップＳ１００２でズーム位置検知結果を得れば実行できるためである。
【００４２】
その後、ステップＳ１００６で算出された焦点補正量に基づいて、フォーカスレンズを駆動するようシステム制御部１４（焦点調節手段）が制御する（ステップＳ１００７）。さらにステップＳ１００８に進み、静止画撮影によって記録用の画像データの取得を行う。
【００４３】
静止画撮影後はステップＳ１００９に進み、電磁石に電力を供給しないようシステム制御部１４が制御し、撮像素子の形状を初期状態に戻す。
【００４４】
そして、ステップＳ１００９に対応して、ステップＳ１００７でフォーカスレンズを駆動する前のフォーカスレンズ位置へとフォーカスレンズを駆動するようシステム制御部１４が制御する。例えばステップＳ１００７で駆動したフォーカスレンズの駆動量と同じ駆動量、反対方向にフォーカスレンズを駆動する。
【００４５】
その後は、ステップＳ１０１１で撮像装置の電源がＯＦＦされたか否かを判定し、電源ＯＦＦであるとシステム制御部１４が判定した場合は、ステップＳ１００１に戻りライブビュー表示を再開する。撮像装置の電源がＯＦＦされたとシステム制御部１４が判定した場合には、本フローの動作を終了する。
【００４６】
［第１の実施形態による効果］
以上説明したように、本実施形態では、静止画撮影時の曲率よりも、それ以外のタイミング（焦点検出を含む）における曲率が小さくなるよう曲率制御部４が制御する。これにより、撮像面の曲率を制御可能な撮像素子を用いる場合に、消費電力を低減することができる。また、撮像素子３の撮像面の曲率の変化に対応して生じるピントずれを、焦点補正量に基づきフォーカスレンズを駆動することで補正する。これにより、当該ピントずれをコントラストＡＦを行うことで解消しようとした場合と比較して、レリーズタイムラグを軽減させることができる。
【００４７】
［第２の実施形態］
第１の実施形態の図１０では、ステップＳ１００５、ステップＳ１００６及びステップ１００７を順に行った。本実施形態では、第１の実施形態のステップＳ１００５、ステップＳ１００６及びステップ１００７に相当する処理について、ステップＳ１００５とステップＳ１００６〜ステップ１００７とを並行して実行する点で第１の実施形態と異なる。以下、図１０と同様の点については説明を省略し、相違点に着目して説明する。
【００４８】
図１１を用いて、本実施形態における静止画撮影処理のフローを説明する。
【００４９】
ステップＳ２００１〜Ｓ２００４の処理は、ステップＳ１００１〜Ｓ１００４に対応しているため説明を省略する。
【００５０】
ステップＳ１００４でレリーズスイッチが押されたとシステム制御部１４が判定した場合には、ステップＳ２００５およびステップＳ２００６に進む。ステップＳ２００５の撮像素子の曲率変更は、ステップＳ１００５と同様であるので説明を省略する。ステップ２００５と並行して、ステップＳ２００６では、ステップ１００６と同様の処理を行う。そして、ステップＳ２００６で算出された焦点補正量に基づいてフォーカスレンズを駆動する（ステップＳ２００７）。このように、ステップＳ２００５と、ステップＳ２００６〜ステップＳ２００７とを、並行して制御しても良い。
【００５１】
ステップＳ２００５およびステップＳ２００７の両方が終了したら、ステップＳ２００８に進みステップＳ１００８と同様の静止画撮影を行う。静止画撮影後はステップＳ２００９に進み、電磁石への電力の供給を停止し、撮像素子の形状を初期状態に戻すようシステム制御部１４が制御する。
【００５２】
そして、ステップＳ１００９に対応して、Ｓ１００７でフォーカスレンズを駆動する前のフォーカスレンズ位置へと戻すよう、フォーカスレンズを駆動するようシステム制御部１４が制御する。例えばＳ１００７で駆動したフォーカスレンズの駆動量と同じ駆動量、反対方向にフォーカスレンズを駆動する。
【００５３】
その後は、ステップ１０１１で撮像装置の電源がＯＦＦされたか否かを判定し、電源ＯＦＦであるとシステム制御部１４が判定した場合は、ステップＳ１００１に戻りライブビュー表示を再開する。撮像装置の電源がＯＦＦされたとシステム制御部１４が判定した場合には、本フローの動作を終了する。
【００５４】
［第２の実施形態による効果］
ステップＳ２００５と、ステップＳ２００６およびステップＳ２００７を同時制御することにより、第１の実施形態の効果に加えてさらにレリーズタイムラグを軽減させることが出来るという効果を有する。
【００５５】
［第３の実施形態］
前述の実施形態では静止画撮影を行う場合について説明した。本実施形態では、静止画撮影に代えて動画撮影を行う場合について説明する。動画撮影を行う場合であっても、省電力の観点でライブビュー表示中は動画撮影時と比較して撮像素子３の撮像面の曲率が小さくなるように曲率制御部が制御した場合は、これまでの説明した実施形態で説明した課題と同様の課題が発生する。すなわち、ピント合わせをしていた状態での撮像素子３の撮像面の曲率よりも曲率が大きくなるように曲率制御部４が制御した場合に、像面湾曲の影響を軽減できる一方で、撮像面にピントが合わなくなってしまうという課題を有する。
【００５６】
そこで、本実施形態では、これまでの実施形態同様焦点補正量に基づいて曲率制御部４が曲率を変更するように制御を行うことで生じるピントずれを補正する。
【００５７】
図１２は図１０に対応する図である。図１２のフローでは、図１０のＳ１００８に代えて、Ｓ３００８〜Ｓ３００９を有する。Ｓ３００８〜Ｓ３００９以外のステップについては図１０の説明と同様であるため説明を省略する。
【００５８】
ステップＳ３００８では、動画撮影による記録用の画像データの取得を開始する。ステップＳ３００９では、動画撮影を終了するかどうかをシステム制御部１４が判定する。例えば、レリーズスイッチが押されていれば動画撮影を終了しないとシステム制御部１４は判定し、レリーズスイッチが押されていなければ、動画撮影を終了すると判定する。
【００５９】
なお、ステップＳ３００８で動画撮影が開始されてから、ステップＳ３００９で動画撮影を終了するとシステム制御部１４が判定するまでの間、焦点検出動作を継続的に行うことで、継続的にフォーカスレンズを駆動するようにすることが望ましい。
【００６０】
［第３の実施形態の効果］
本実施形態によれは、動画撮影を行う場合においても、撮像面の曲率を制御可能な撮像素子を用いる場合に、消費電力を低減することができる。
【００６１】
［第４の実施形態］
前述の実施形態では、図９に示したデータテーブルに関連して、離散的な焦点距離（ズーム位置）に対応した焦点補正量のデータテーブルを有するようにしても良いことを説明した。また、その場合は記憶していない焦点距離については、焦点補正量を補間により算出しても良いことを説明した。この場合、記憶している焦点距離以外の焦点距離では、理想的な焦点補正量と実際に算出される焦点補正量との間で誤差が生じてしまう場合がある。
【００６２】
また、ズーム操作に対応してシステム制御部１４がズームモーター（不図示）を介してズームレンズを駆動するよう制御した場合に、ズームレンズの理想的な停止位置と実際の停止位置との間に差が生じる場合がある。このような差が生じると、理想的な焦点補正量と実際に算出される焦点補正量との間で誤差が生じてしまう場合がある。
【００６３】
理想的な焦点補正量と実際に算出される焦点補正量との間で誤差が生じてしまうと、ピントが合わない場合がある。
【００６４】
そこで、本実施形態では、焦点補正量に誤差が生じてしまう場合であっても撮影時にはピントを合わせることができるよう、焦点補正量に基づくフォーカスレンズの駆動の後に、再度ＡＦを行っている。
【００６５】
前述の実施形態では、焦点検出方式として、コントラスト検出方式を採用していることを説明した。同方式では、撮像素子から得られる輝度信号の高域の周波数成分が最大になるレンズ位置を合焦位置とする。本実施形態では、２種類の異なるコントラスト検出方式の焦点検出を採用している。以下に説明する。
【００６６】
コントラスト検出方式の一つの方式として、ＡＦ評価値が増加する方向にレンズを動かし、ＡＦ評価値が最大になる位置を合焦位置とする山登り方式（以下、コンティニュアスＡＦという）が知られている。コンティニュアスＡＦでは、ユーザーによる指示によらず、山登り方式の焦点検出を行い、当該焦点検出結果に基づきフォーカスレンズを継続的に駆動するよう制御する。
【００６７】
また、もう一つの方式として、所定の範囲についてレンズを駆動しながら撮像素子から得られる輝度信号の高域の周波数成分に基づくＡＦ評価値をその都度記憶していき、記憶した値の最大値に相当するレンズ位置を合焦位置とするスキャン方式が知られている。スキャンＡＦでは、ユーザーによりレリーズスイッチが押されてからスキャン方式の焦点検出と当該焦点検出の結果に基づくフォーカスレンズの駆動が行われる。
【００６８】
本実施形態では、レリーズボタンの操作でオンオフするスイッチであるＳＷ１とＳＷ２とを有する。ＳＷ１のみオンの状態はレリーズボタン半押し状態であり、この状態でスキャン方式のコントラストＡＦを行う。ＳＷ１、ＳＷ２が共にオンの状態はレリーズボタンの全押し状態であり、画像データを記録するためのレリーズボタンオン状態である。この状態で撮影が行われる。
【００６９】
図１３は図１０に対応するフローチャートである。図１０に対する相違点は、ステップＳ１００３のＡＦ動作に対応するステップＳ４００３で前述のコンティニュアスＡＦを行っている点である。また、ステップＳ４００４のＳＷ１が押されたとシステム制御部１４が判定した場合には、前述のスキャンＡＦを行っている点で相違している。更に、ステップＳ４００９でＳＷ２がＯＮされたかどうかをシステム制御部１４が判定している点でも図１０とは異なる。
【００７０】
本実施形態では、ステップＳ４００６〜Ｓ４００７においてステップＳ４００５の撮像素子の曲率変更によるピントずれを焦点補正量に基づいて補正した後に、ステップＳ４００８で前述のスキャンＡＦを行っている。これにより、焦点補正量を補間により算出した場合に理想的な焦点補正量と比較して誤差が生じてしまった場合であっても、より精度良くピントを合わせることができる。
【００７１】
ここで、本実施形態のようにステップＳ４００６〜Ｓ４００７を経てステップＳ４００８でスキャンＡＦを行う場合のほうが、ステップＳ４００６〜Ｓ４００７を経ずにステップＳ４００８のスキャンＡＦを行う場合よりも優位である理由について説明する。ステップＳ４００６〜Ｓ４００７を経てからステップＳ４００８でスキャンＡＦを行う場合は、前述した所定の範囲についてスキャンＡＦ動作を行えば良い。これに対し、ステップＳ４００６〜Ｓ４００７の処理を行わずにステップＳ４００８のスキャンＡＦを行う場合は、当該所定の範囲に加え、ステップＳ４００７でフォーカスレンズを移動させる範囲についてもスキャンＡＦ動作を行う必要がある。スキャンＡＦ動作では前述の通り、フォーカスレンズを駆動しながら撮像素子から得られる輝度信号の高域の周波数成分に基づくＡＦ評価値をその都度に記憶する。本実施形態のように焦点補正量に基づいてフォーカスレンズを駆動する場合と比較するとより時間がかかってしまう。
【００７２】
以上の理由により、本実施形態のようにステップＳ４００６〜Ｓ４００７を経てステップＳ４００８でスキャンＡＦを行うことで、ステップＳ４００６〜Ｓ４００７の処理を行わない場合と比較して処理時間を短縮することができる。これにより、レリーズタイムラグを軽減することができる。
【００７３】
ステップＳ４００８でスキャンＡＦが行われると、ステップＳ４００９ではＳＷ２が押されたかどうかをシステム制御部１４が判定する。ＳＷ２が押されていないとシステム制御部１４が判定した場合は、ＳＷ２が押されたと判定されるまでステップＳ４００９を繰り返す。ＳＷ２が押されたとシステム制御部１４が判定した場合には、ステップＳ４０１０へと進み、これ以降は第１の実施形態と同様の処理を行う。
【００７４】
［第４の実施形態による効果］
以上説明したように、本実施形態では、焦点補正量を用いたフォーカスレンズの駆動の後に、スキャンＡＦを行っている。これにより、焦点補正量を補間により算出した場合であってもより精度良く撮像面に焦点を合わせることができる。また、焦点補正量を用いたフォーカスレンズの駆動を行わずにスキャンＡＦを行う場合と比較して、レリーズタイムラグを軽減することができる。
【００７５】
［その他の実施形態］
前述の実施形態では撮像装置がレンズ一体型の撮像装置である場合について説明したが、撮像装置に対してレンズ本体が着脱可能な交換レンズであっても良い。レンズ本体が撮像装置に対して着脱可能である場合には、レンズ本体の種類によって取り得る焦点距離や像面湾曲の状態が異なる場合がある。そこで、第１の実施形態では撮像装置が有する記憶部６が図５（ａ）のテーブル及び図９（ａ）のテーブルを記憶していたのに対し、レンズ本体が各々有している記憶部６に、レンズ本体の種類に応じた曲率設定値や焦点補正量を記憶するようにしても良い。この場合、レンズ本体が取りつけられた状態で撮像装置の電源がＯＮになったタイミングや、撮像装置の電源がＯＮの状態でレンズ本体が撮像装置に取り付けられたタイミングで、レンズ本体が撮像装置に曲率設定値や焦点補正量の情報を送信する。撮像装置はレンズ本体と撮像素子の不図示のマウント部の電子接点（取得手段）を介してこれらの情報を取得し、撮像装置の記憶部６に記憶する。また、前述の実施形態で該当する情報が必要となる場合だけ、レンズ本体の記憶部からカメラ本体に該当する情報をその都度送信し、用いるようにしても良い。
【００７６】
第１の実施形態で説明した焦点補正量のテーブル（図９（ａ））では、焦点距離に応じた焦点補正量を有していた。これに対し、曲率設定値に対応して焦点補正量を有するように構成しても良い。この場合、レンズ本体の種類によらず共通のテーブルを用いることができるため、当該テーブルは撮像装置の記憶部６が有するようにし、曲率設定値のテーブルのみレンズ本体から取得するようにしても良い。これにより、レンズ本体から撮像装置に送るデータの量を減らすことができる。
【００７７】
前述の実施形態では焦点検出方式としてコントラスト式の焦点検出を採用していた。これに対し、公知の位相差検出式の焦点検出方式を採用しても良い。
【００７８】
また、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み取り実行する処理でも実現できる。更に、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現できる。
【００７９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００８０】
３  撮像素子
４  曲率制御部
７  信号処理回路
１４  システム制御部
【図１】
2018056836.tif 000003
【図２】
2018056836.tif 000004
【図３】
2018056836.tif 000005
【図４】
2018056836.tif 000006
【図５】
2018056836.tif 000007
【図６】
2018056836.tif 000008
【図７】
2018056836.tif 000009
【図８】
2018056836.tif 000010
【図９】
2018056836.tif 000011
【図１０】
2018056836.tif 000012
【図１１】
2018056836.tif 000013
【図１２】
2018056836.tif 000014
【図１３】
2018056836.tif 000015