(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像面が湾曲可能に構成された撮像素子と、
撮影光学系の撮影条件を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記撮像面を湾曲させる際の曲率の可変範囲と、所定の撮影条件における撮影光学系の光学的な特性を補正するための曲率とに基づいて、前記撮影光学系の撮影条件を前記所定の撮影条件に設定するか否か制御する、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
第１の撮影条件における撮影光学系の光学的な特性を補正するための第１の曲率が、前記撮像面の曲率の可変範囲に含まれる場合、前記撮影光学系の撮影条件が前記第１の撮影条件となるように前記撮影光学系の撮影条件を制御し、
前記第１の曲率が、前記撮像面の曲率の可変範囲に含まれない場合、前記撮影光学系の撮影条件が前記第１の撮影条件とならないように前記撮影光学系の撮影条件を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮影光学系の撮影条件は、ズーム可能な撮影光学系における焦点距離である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮影光学系の撮影条件は、撮影光学系における絞り値である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項５】
自動露出制御及びユーザ操作による露出制御により前記撮影光学系における絞り値を制御するための露出制御手段を更に有し、
前記制御手段は、前記自動露出制御が行われている場合に、前記撮影光学系の撮影条件を制御する、
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮影光学系の光学的な特性は、歪曲収差、像面湾曲又は倍率色収差を含む光学収差もしくは周辺減光特性を含む、
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。
【請求項７】
前記制御手段は、着脱可能に構成された前記撮影光学系から、撮影条件に対する前記撮影光学系の光学的な特性を補正するための曲率を示す情報を取得し、前記撮像面の曲率の可変範囲と比較する、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御手段が前記撮影光学系の撮影条件を制御する場合に、ユーザに対するメッセージを表示する表示手段を更に有する、
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。
【請求項９】
前記撮像素子の撮像面の曲率を変更する曲率制御手段を更に有する、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記所定の撮影条件に設定しない場合、前記曲率制御手段に、前記撮像面の曲率を前記撮像面の曲率の可変範囲の最大又は最小に変更させると共に、前記撮影光学系の撮影条件を前記変更した曲率に対応する撮影条件に制御する、
ことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
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、
制御手段が、撮影光学系の撮影条件を制御する制御工程、を有し、
前記制御工程では、前記撮像面を湾曲させる際の曲率の可変範囲と、所定の撮影条件における撮影光学系の光学的な特性を補正するための曲率とに基づいて、前記撮影光学系の撮影条件を前記所定の撮影条件に設定するか否か制御する、
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１２】
コンピュータに、請求項１１に記載の撮像装置の制御方法の工程を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像面を湾曲形状にした撮像素子（イメージセンサ）が知られている。撮像面を湾曲させることにより、像高が高い位置であっても、入射する被写体からの光線を撮像面に垂直に近い角度で受光することが可能になる。
【０００３】
一般に、光線の撮像面への入射角度が大きくなるレンズを採用する際には、像面湾曲やシェーディング等の収差の影響を補正するためのレンズを併用する場合がある。しかし、撮像面を湾曲させることによって収差の影響を補正するためのレンズを省略することができるため、小型かつ高性能なレンズを提供することができる。
【０００４】
特許文献１は、レンズ情報（例えばレンズ固有の収差等の光学特性）に基づいて、撮像装置に内蔵された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。ズーム位置の変動に応じて撮像素子の撮像面の曲率を動的に変更することができるため、ズーム位置の全域で収差等の影響を低減した良好な画質を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０８７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、撮像面を湾曲させる撮像素子と組み合わせて使用することを前提としたレンズユニットを、例えば撮像面が平面な撮像素子と組み合わせた場合、光学的な特性（例えば収差等）の影響を適切に低減することができず、周辺画像の画質が低下する。また、当該レンズユニットを、撮像面を湾曲させる撮像素子と組み合わせた場合も、撮像面の曲率がレンズユニットの想定する曲率と異なる場合、同様に収差等の影響を低減することができない。すなわち、撮像面の曲率の可変範囲がレンズユニットの光学的な特性（すなわち収差等）と対応していない場合、レンズユニットの光学的な特性の影響を受けて画質が低下する場合がある。
【０００７】
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る。すなわち、撮像面の曲率の可変範囲がレンズユニットの光学的な特性と対応していない場合であっても、光学的な特性の影響による画質低下を低減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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、撮影光学系の撮影条件を制御する制御手段と、を有し、制御手段は、撮像面を湾曲させる際の曲率の可変範囲と、所定の撮影条件における撮影光学系の光学的な特性を補正するための曲率とに基づいて、撮影光学系の撮影条件を所定の撮影条件に設定するか否か制御する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像面の曲率の可変範囲がレンズユニットの光学的な特性と対応していない場合であっても、光学的な特性の影響による画質低下を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る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
【図２】本実施形態に係る撮像素子２００の回路構成を模式的に示す図
【図３】本実施形態に係る撮像部１０２及び曲率制御部１０３の構成を説明する図
【図４】実施形態１に係る、焦点距離と撮像素子の撮像面の曲率との関係を示す図
【図５】実施形態１に係る、ズームレンズの焦点距離の制御処理に係る一連の動作を示すフローチャート
【図６】実施形態２に係る、絞り値と撮像素子の撮像面の曲率との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（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、撮像面の湾曲率を制御可能な任意の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、撮像面の湾曲率を制御可能な任意の電子機器にも適用可能である。これらの電子機器には、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、監視用機器、車載機器及び医療機器などが含まれてよい。
【００１２】
（デジタルカメラシステムの構成）
図１は、本実施形態の一例としての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。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。
【００１３】
本実施形態のデジタルカメラシステムは、カメラ本体であるデジタルカメラ１００とレンズユニット１５０と記録媒体１６０とを含む。レンズユニット１５０と記録媒体１６０は、デジタルカメラ１００に対して着脱可能に構成されている。
【００１４】
デジタルカメラ１００のシャッター１０１は、制御部１１０の制御に応じて撮像部１０２に対する露光時間を制御する。撮像部１０２は、図２において後述する撮像素子２００を含む。撮像素子２００は、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等で構成される。撮像素子２００は、レンズユニット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１０２は、Ａ／Ｄ変換処理機能を含み、撮像素子２００により撮像されたアナログ撮像信号をデジタル画像データ（以下、単に画像データ）に変換する。また、撮像素子２００は、後述するように撮像面を例えば三次元の凹曲面形状に湾曲可能な撮像素子であり、その撮像面の湾曲形状（すなわち撮像面の曲率ともいう）を動的に制御可能に構成されている。曲率制御部１０３は、制御部１１０からの指示に基づいて、撮像素子２００における撮像面の曲率を制御する。なお、撮像素子２００と曲率制御部１０３の構成及び撮像素子２００の撮像面の曲率を制御する動作については後述する。
【００１５】
画像処理部１０４は、撮像部１０２から出力される画像データ、又はメモリ制御部１０５から供給される画像データに対して所定の現像処理と色変換処理を行うと共に、画像補正処理、例えば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１０４は、画像データに対し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）処理を行う。さらに、画像処理部１０４は、制御部１１０が露光制御や測距制御を行うための入力情報を生成するため、画像データに対する所定の演算処理を行って制御部１１０に出力する。
【００１６】
メモリ１０６は、揮発性の記憶媒体を含み、画像処理部１０４又はメモリ制御部１０５を介して入力された画像データを一時的に記憶する。メモリ１０６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ための十分な記憶容量を有する。また、メモリ１０６は、画像表示用のメモリ（いわゆるビデオメモリ）を兼ねることができる。
【００１７】
Ｄ／Ａ変換部１０７は、メモリ１０６に記憶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変換部１０７は、アナログ信号に変換した画像表示用の信号を表示部１０８に出力する。
【００１８】
表示部１０８は、例えばＬＣＤ等の表示装置を含み、その表示装置の画面上に、Ｄ／Ａ変換部１０７から出力されたアナログ信号を表示する。本実施形態では、撮像部１０２から出力された画像データがメモリ１０６及びＤ／Ａ変換部１０７を介して表示部１０８に逐次入力され、画面上に表示される。この場合、表示部１０８は、撮像部１０２により撮像されている画像データを略々リアルタイムに表示して、いわゆる電子ビューファインダとして機能する。
【００１９】
記録媒体Ｉ／Ｆ１０９は、記録媒体１６０とのインターフェイスを含む。記録媒体１６０は、例えばメモリカード等の半導体メモリや、例えばハードディスク等の磁気ディスクにより構成される記録媒体を含み、撮影された画像を記録する。
【００２０】
制御部１１０は、例えばＣＰＵあるいはＭＰＵを含み、不揮発性メモリ１１２に格納されたプログラムをシステムメモリ１１３の作業エリアに展開し、実行することにより、デジタルカメラ１００全体を制御する。また、制御部１１０は、上述した画像処理部１０４による演算処理の結果に基づいて、露光制御や測距制御を行う。例えば、制御部１１０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。加えて、制御部１１０は、測距制御として、更にＡＦ評価値検出部１１１からＡＦ評価値を入力して、ＡＦ（オートフォーカス）制御を行う。また、制御部１１０は、メモリ１０６、Ｄ／Ａ変換部１０７、表示部１０８等を制御することにより表示制御も行う。
【００２１】
ＡＦ評価値検出部１１１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評価値の情報を制御部１１０に出力する。
【００２２】
不揮発性メモリ１１２は、例えばフラッシュメモリ等の電気的に消去及び記録が可能な記憶媒体を含む。システムメモリ１１３は、例えばＲＡＭを含み、制御部１１０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ１１２から読み出したプログラム等が展開される。システムタイマ１１４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。
【００２３】
モード切替スイッチ１１５、第１シャッタースイッチ１１７、第２シャッタースイッチ１１８、操作部１１９及び電源スイッチ１２０は、制御部１１０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操作デバイスである。
【００２４】
モード切替スイッチ１１５は、制御部１１０の動作モード（デジタルカメラ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から何れかの動作モードに切り替える際に使用される。静止画撮影モードには、例えばオート撮影モードやマニュアルモード、プログラムＡＥモード等がある。制御部１１０は、モード切替スイッチ１１５の切り替えに応じてデジタルカメラ１００の動作モードを切り替えると共に、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。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。
【００２５】
シャッターボタン１１６は、第１シャッタースイッチ１１７と第２シャッタースイッチ１１８を含む。第１シャッタースイッチ１１７は、シャッターボタン１１６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。制御部１１０は、第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１により、例えば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、又は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１１８は、シャッターボタン１１６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。制御部１１０は、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２により、撮像部１０２による撮像から記録媒体１６０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。
【００２６】
操作部１１９は、例えばメニューボタン、上下左右の４方向ボタン、セット（ＳＥＴ）ボタン等の操作ボタンを含む。また、操作部１１９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。制御部１１０は、このパルス信号に基づいて、デジタルカメラ１００の各部を制御する。また、制御部１１０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、回転数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自体は回転せず、いわゆるタッチセンサのようにコントローラホイール上に接触するユーザの指等の回転動作を検出するもの（いわゆるタッチホイール）であってもよい。また、操作部１１９の各ボタンは、表示部１０８に表示される種々の機能アイコンであって、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、タッチ操作等により選択等される各種機能ボタンであってもよい。機能ボタンとしては、例えば決定ボタン、戻るボタン、終了ボタン、画像送りボタン、又は各種カメラパラメータの設定における属性変更ボタン等を含む。例えば、操作部１１９に含まれるメニューボタンが押下されると、制御部１１０は、各種の設定可能なメニュー画面を表示部１０８に表示させる。これにより、ユーザは、表示部１０８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。また、操作部１１９は、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入力することもできる。
【００２７】
さらに、操作部１１９は、例えば絞り値（Ｆ値）を設定するための操作入力や、レンズユニット１５０が電動ズームレンズである場合のズーム位置を設定する操作入力を含む。
【００２８】
電源制御部１２１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を含み、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量を検出する。また、電源制御部１２１は、それらの検出結果及び制御部１１０の指示に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、記録媒体１６０を含む各部に必要な電圧を必要な期間だけ供給する。
【００２９】
電源部１２２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アダプター等を含み、デジタルカメラ１００の各部及びレンズユニット１５０に対して電力を供給する。
【００３０】
本体側レンズＩ／Ｆ１２３は、デジタルカメラ１００とレンズユニット１５０とを電気的に接続すると共に、デジタルカメラ１００とレンズユニット１５０との間で通信するためのインターフェイスを含む。
【００３１】
レンズユニット１５０は、デジタルカメラ１００に対して着脱可能なレンズ（撮影光学系ともいう）を含む。レンズユニット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、レンズユニット１５０は、レンズ群１５１の各部を制御するレンズ制御部１５２と、デジタルカメラ１００の本体側レンズＩ／Ｆ１２３と通信するためのレンズＩ／Ｆ１５３とを含む。さらに、レンズユニット１５０は、後述するレンズ情報を記憶するレンズ情報記憶部１５４を含む。
【００３２】
（撮像素子２００の構成）
次に、図２を参照して、本実施形態における撮像部１０２内の撮像素子２００の構成例について説明する。
【００３３】
撮像素子２００は、単位画素２０１、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を含む。
【００３４】
このうち、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を含む。なお、図２では図を簡略化するために、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次元に配置される。
【００３５】
単位画素２０１のＰＤ２０２は、受光した光を電荷に変換する。転送スイッチ２０３は、光電変換により発生し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。ＦＤ２０４、増幅ＭＯＳアンプ２０５及び定電流源２０９とは、フローティングディフュージョンアンプを構成する。選択パルスφＳＥＬに従って選択スイッチ２０６により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。リセットスイッチ２０７は、リセットパルスφＲＥＳに従って動作して、ＦＤ２０４に蓄積された電荷を除去する。
【００３６】
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基づいて、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を介して撮像素子２００の外部へ出力される。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を選択する。
【００３７】
（曲率制御の動作原理）
さらに、撮像部１０２における撮像面の曲率制御の動作原理について、図３を参照して説明する。図３は、撮像部１０２と、撮像部１０２に接続された曲率制御部１０３の断面図を示している。
【００３８】
湾曲部３０２は、撮像素子２００の撮像面の曲率を変更可能に構成されており、特に開口部３０５の方向に窪んで凹面形状を形成するように湾曲する。撮像素子２００は、台座３０３の平坦面３０４において台座３０３に固定されている。
【００３９】
さらに、撮像部１０２は、台座３０３と、台座３０３に支持された撮像素子２００と、底板３０６とによって、閉塞された空間である開口部３０５を形成するように構成される。より具体的には、撮像素子２００は、上述した単位画素２０１が２次元的に配列された撮像領域を撮像素子２００の中央部分に有し、周辺部に２０９〜２１５の周辺回路を有している。そして、中央部分が開口部３０５側に例えば弧状に湾曲して湾曲部３０２を形成する。湾曲部３０２の周縁の平坦部は、接着層を介して台座３０３の平坦面３０４に固定される。底板３０６は、曲率制御部１０３に含まれる吸引部３０７と接合されている。
【００４０】
吸引部３０７は、閉塞されている開口部３０５内に充填されたガス又は液体の吸引制御により開口部３０５内の圧力（負圧）を制御し、湾曲部３０２の曲率を制御する。
【００４１】
（ズームレンズの焦点距離の制御処理の概要）
撮像素子２００の撮像面の曲率を制御する目的は、レンズユニット１５０を使用する際の、焦点距離に応じた光学的な特性（すなわち歪曲収差や倍率色収差等の各種光学収差や、いわゆる周辺減光特性（周辺光量落ち））による影響を低減することである。特に、補正用のレンズを備えないような、コストを抑えたコンパクトなレンズユニットを使用する場合、レンズの焦点距離に応じた光学的な特性による影響は、撮像素子の撮像面の曲率制御によって低減する必要がある。
【００４２】
レンズユニットの光学的な特性による影響を撮像面の曲率制御によって低減する場合、撮像面の曲率の可変範囲がレンズユニットの光学的な特性に対応している必要がある。例えば、撮像面の曲率の可変範囲に適合するようにレンズユニットの光学的な特性（すなわち湾曲収差等）が設計されている場合、低コストかつコンパクトなズームレンズであっても、撮像面の曲率制御によって光学的な特性による影響の少ない画像を得られる。
【００４３】
しかし、撮像面の曲率の可変範囲がレンズユニット側の光学的な特性の一部（例えば所定の焦点距離で生じる収差）に対応していない場合、レンズユニットが当該所定の焦点距離に設定されると、収差等の影響により画像の周辺部で画質低下が生じる場合がある。従って、レンズユニットと、このレンズユニットの光学的な特性の一部に対応していない撮像素子との組み合わせを防止するため、当該レンズユニットの使用を禁止することができる。例えばマウント部分の形状によって、画質低下の生じ得るレンズユニットと撮像素子の組み合わせではレンズユニットとデジタルカメラとが物理的に装着されないようにすることができる。
【００４４】
一方、当該レンズユニットと撮像素子の組み合わせであっても、例えば所定の焦点距離以外では適切に使用可能であるため、これらの組み合わせを一切使用できないようにすることは、ユーザの利便性を損なう場合がある。そこで、本実施形態では、レンズユニット１５０の撮影条件の一部、例えばズームレンズとして使用可能な焦点距離の一部、の使用を制限することにより、レンズユニットを使用可能にしつつ、当該レンズユニットの光学的な特性による影響を低減する。
【００４５】
次に、図４を参照して、撮像面の曲率の可変範囲の異なるレンズユニットＩ１及びレンズユニットＩ２にレンズユニットＬ１を組み合わせて、撮影条件を制限する例について説明する。図４は、レンズユニットＬ１の可動可能な焦点距離と、当該焦点距離における光学的な特性の影響を低減することができる撮像素子Ｉ１及び撮像素子Ｉ２の曲率との関係を示している。レンズユニットＬ１と撮像素子Ｉ１とは予め適合するように設計されている。このため、撮像素子Ｉ１は、レンズユニットＬ１の全ての焦点距離（ＦＬ１〜ＦＬ８）に対応する曲率（Ｒ１〜Ｒ８）に撮像面の曲率を制御して、レンズユニットＬ１の全ての焦点距離における、光学的な特性による影響を低減することができる。
【００４６】
一方、撮像素子Ｉ２は、撮像面の曲率の可変範囲がＲ３〜Ｒ６に限定されている。このため、対応する焦点距離ＦＬ３〜ＦＬ６における光学的な特性の影響を低減することができるが、ＦＬ３〜ＦＬ６以外の焦点距離における光学的な特性の影響を適切に補正することができない。そのため、本実施形態では、レンズユニットＬ１と撮像素子Ｉ２の組み合わせにおいては、焦点距離の可動範囲を焦点距離ＦＬ３〜ＦＬ６に限定する。
【００４７】
本実施形態におけるレンズユニット１５０は、例えば、ユーザが不図示のレンズの操作部を回転させた際の回転量を光学的又は電気的に読み取り、回転量に応じて電動で焦点距離を可変させるいわゆるパワーズーム機構を有する。以下の説明では、当該パワーズーム機構を有するレンズユニット１５０を取り付けた場合の、焦点距離の可動範囲に対する制限処理について説明する。
【００４８】
（ズームレンズの焦点距離の制御処理に係る一連の動作）
ズームレンズの焦点距離の制御処理に係る一連の動作について、図５を参照して説明する。なお、本一連の動作は、モード切替スイッチ１１５が静止画撮影モードに設定されて、電源スイッチ１２０がユーザにより押下された場合に開始される。制御部１１０が不揮発性メモリ１１２に記憶されたプログラムをシステムメモリ１１３の作業用領域に展開し、実行することにより実現される。
【００４９】
Ｓ５０１において、ユーザにより電源スイッチ１２０が押下されて起動すると、制御部１１０は、レンズユニット１５０が装着されているかを判定する。例えば、制御部１１０は、レンズユニット１５０との電気的な接続状態やレンズユニット１５０による応答コマンドの受信有無に基づいて装着状態を判定する。制御部１１０は、レンズユニット１５０が装着されていると判定した場合、処理をＳ５０２に進める。一方、レンズユニット１５０が装着されていないと判定した場合、処理をＳ５０３に進める。
【００５０】
Ｓ５０２において、制御部１１０は、レンズユニット１５０のレンズ情報を読み込む。制御部１１０は、例えばレンズ情報記憶部１５４に格納されているレンズ情報を本体側レンズＩ／Ｆ１２３を介して受信して、メモリ１０６に一時的に格納する。レンズユニット１５０から受信するレンズ情報は、例えば図４に示したレンズユニット１５０の取り得る焦点距離と、レンズユニット１５０の光学的な特性を補正するための撮像素子の曲率との関係を示す情報を含む。
【００５１】
Ｓ５０３において、制御部１１０は、Ｓ５０１においてレンズが装着されていないと判定されたため、不揮発性メモリ１１２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１０６に一時的に格納する。
【００５２】
Ｓ５０４において、制御部１１０は、レンズユニット１５０の焦点距離の範囲と撮像素子２００の曲率の可変範囲が対応するかを判定する。具体的には、まず、制御部１１０は、Ｓ５０２又はＳ５０３において取得したレンズ情報に基づいて各焦点距離に対応する撮像素子の曲率情報を抽出する。そして、レンズユニット１５０の焦点距離の範囲（例えばＦＬ１〜ＦＬ８）と撮像素子２００の曲率の範囲（Ｒ１〜Ｒ８或いはＲ３〜Ｒ６）を比較して、レンズユニット１５０の各焦点距離に対応した曲率に撮像面の曲率が対応するかを判定する。制御部１１０は、例えば撮像素子２００が図４に示す撮像素子Ｉ１である場合、Ｌ１の焦点距離ＦＬ１〜ＦＬ８に対して曲率がＲ１〜Ｒ８であるため、対向すると判定する。一方、例えば撮像素子２００がＩ２である場合、例えば焦点距離ＦＬ１には対応する曲率が存在しないため、制御部１１０は対応しない範囲があると判定する。制御部１１０は、レンズユニット１５０の焦点距離の範囲に撮像素子２００の曲率の範囲が対応すると判定した場合、処理をＳ５０６に進め、対応しない範囲があると判定する場合、処理をＳ５０５に進める。
【００５３】
Ｓ５０５において、制御部１１０は、撮像素子２００の対応可能な曲率にズーム可動範囲を制限する。なお、ズーム可動範囲の制限には、種々の方法を用いることができる。例えば、制御部１１０は、レンズ制御部１５２に対して、ズーム可動範囲を示す情報（例えばズーム可能な焦点距離に対応するビットを１、それ以外を０で表した情報等）を送信し、レンズ制御部１５２は受信した情報に応じてズーム可動範囲を制限する。この場合、ユーザがレンズユニット１５０に対するズーム操作を行うと、レンズ制御部１５２は受信した情報を参照して、ズーム可動範囲に含まれる焦点距離にのみズーム可動範囲を制御する。また、制御部１１０は、ズーム可動範囲を制限する場合、撮像面の曲率を可変範囲の最大又は最小の曲率に変更すると共に、変更した曲率に対応する焦点距離に撮影条件を変更してもよい。なお、レンズユニット１５０のズーム可動範囲を制限できれば他の方法を用いてもよい。例えば、レンズユニット１５０はズームに係るユーザ操作を検出するごとに対応する焦点距離の情報（例えばＦＬ１）を制御部１１０に送信し、制御部１１０が当該対応する焦点距離を制限するかを判定するようにしてもよい。また、制御部１１０は、ズームの可動範囲を制限する場合、ズームの可動範囲外である旨の警告メッセージを表示部１０８に表示してもよい。
【００５４】
Ｓ５０６において、制御部１１０は、レリーズの有無を判定する。例えば、制御部１１０は、ユーザ操作等によって第２シャッタースイッチ１１８が操作されたかによってレリーズの有無を判定する。制御部１１０は、レリーズされていないと判定した場合、処理をＳ５０４に戻す。一方、制御部１１０は、レリーズされたと判定した場合、処理をＳ５０７に進める。
【００５５】
Ｓ５０７において、制御部１１０は、シャッター１０１、撮像部１０２及びメモリ制御部１０５を制御して静止画撮影処理を行い、メモリ１０６に例えばＲＡＷ画像を保存する。更に、Ｓ５０８において、制御部１１０は、メモリ１０６に保存したＲＡＷ画像をメモリ制御部１０５によって読み出して画像処理部１０４により現像処理を行い、得られたＹＵＶ画像をメモリ１０６に保存する。
【００５６】
Ｓ５０９において、制御部１１０は、保存されたＹＵＶ画像に対して画像処理部１０４により圧縮処理を行って、圧縮した画像を記録媒体１６０に記録する。制御部１１０は、圧縮した画像を記録媒体１６０に記録すると本一連の処理を終了する。
【００５７】
なお、上述した実施形態における、レンズユニット１５０から受信するレンズ情報は、他の情報を含むものであってもよい。例えば、レンズ情報はレンズユニット１５０の識別子を含むものであってもよい。この場合、例えばデジタルカメラ１００は、レンズユニットの識別子ごとに焦点距離の範囲（例えばＦＬ１〜ＦＬ８）と曲率の関係を示す情報を保持しておき、受信した識別子に応じて撮像素子２００の曲率（例えばＲ３〜Ｒ６）を抽出するようにしてもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態では、焦点距離の可動範囲を電動で制御可能なパワーズームを用いた例について説明した。しかし、本発明は、ユーザ操作によってズームリングを回転させてレンズ群１５１の焦点距離を変更する場合にも適用することができる。この場合、ズームリングの動作範囲を物理的に制限してもよい。また、ズームリングの動作範囲を物理的に制限することが困難な場合であっても、例えば、ズームリングの設定位置に応じて、画像処理を併用することにより、ズーム可動範囲を制限する場合と同様の効果を得ることができる。例えば、ズームリングの設定位置に応じて、自動的に取得画像の中央部を切り出すと共に画素の補間及び拡大を行って、所定の焦点距離相当より大きくならないように画角に制約を加える。また、この場合にズームの可動範囲外である旨の警告メッセージを表示部１０８に表示してもよい。このようにすれば、ズーム可動範囲を制限する場合と同様に、周辺部の画質劣化を抑えることができ、レンズユニット１５０側で物理的に制約をかけることが困難な場合にもズーム可動範囲を制限することができる。
【００５９】
以上説明したように本実施形態では、撮像面の曲率の可変範囲がレンズユニット側の光学的な特性の一部（例えば所定の焦点距離で生じる収差）に対応していない場合、当該対応していない光学的な特性が生じる撮影条件の設定を制限するようにした。すなわち、所定の焦点距離におけるレンズユニットの光学的な特性を補正するための曲率が撮像面の曲率の可変範囲に含まれない場合に、当該所定の焦点距離の設定を制限し、レンズユニットの光学的な特性の影響を低減するようにした。このようにすることにより、撮像面の曲率の可変範囲がレンズユニットの光学的な特性と対応していない場合であっても、光学的な特性の影響による画質低下を低減することが可能になる。
【００６０】
（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、撮像素子を所定の曲率に制御できない場合、当該所定の曲率に対応するズーム範囲の設定を制限するようにした。実施形態２では、撮像素子を所定の曲率に制御できない場合に当該所定の曲率に対応する絞り値の設定を制限する点が実施形態１と異なる。以下の説明では、本実施形態に係るカメラシステムの構成は実施形態１と同一であるものとして説明する。同一の構成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。
【００６１】
まず、説明の簡単のため、所定の曲率に合わせて設計された単焦点レンズをレンズユニット１５０として、撮像素子２００を有するデジタルカメラ１００と組み合わせる場合を例に説明する。上述したように、レンズユニット１５０の光学的な特性と撮像素子２００の撮像面の曲率との対応がとれていない場合、例えば像高が高い位置では像面湾曲や周辺減光が生じる。このような場合に、本実施形態では、レンズユニット１５０内の絞りを制御して絞り値を大きな値（絞る方向）に制限することにより、像面湾曲や周辺減光の影響を低減する。
【００６２】
図６には、撮像面の曲率がＲ１である撮像素子Ｉ３と、撮像面の曲率がＲ２である撮像素子Ｉ４とを、撮像素子Ｉ３の曲率に合わせて設計されたレンズユニット１５０と組み合わせて使用する場合の絞り値の制約を示している。
【００６３】
撮像素子Ｉ３（すなわち曲率をＲ１に設定する場合）では、絞り値の全範囲（Ｆ２．０〜Ｆ１６．０）で絞り値を設定可能である。これに対して、撮像素子Ｉ４（すなわち曲率をＲ２に設定する場合）では、収差の少ない絞り値の範囲（Ｆ４．０以上）で絞り値を設定するように制限する。すなわち、レンズユニット１５０が前提としている曲率と異なる曲率に設定されている撮像素子を用いる場合であっても、設定可能な絞り値に制約を加えることにより、レンズユニット１５０の使用時に収差等の影響を低減できる。
【００６４】
図６の例では、曲率の異なる２つの撮像素子を用いた場合について説明したが、上述した絞り値の制限は、撮像面の曲率を制御可能な撮像素子を用いる場合にも有効である。撮像素子２００を上述した曲率Ｒ１やＲ２に制御する場合に、当該曲率に対応する絞り値の設定を制限することができる。この場合、実施形態１におけるズームレンズの焦点距離の制御処理と同様、制御部１１０は、レンズユニット１５０からレンズ情報を受信する。レンズ情報は、例えばレンズユニット１５０の取り得る絞り値と、レンズユニット１５０の光学的な特性を補正するための撮像素子の曲率との関係を示す情報であればよい。そして、制御部１１０は、撮像素子２００が所定の曲率に設定されている場合に、選択可能な絞り値を当該レンズ情報に基づいて判定して絞り値を制限する。
【００６５】
なお、上述した絞り値の制限については、絞り値がプログラム線図によって決定される自動露出処理を行う場合と、例えばマニュアル露出モードのようにユーザ操作により露出制御を行う場合とで動作を異ならせてもよい。例えば、制御部１１０は、自動露出制御を行う場合には上述した絞り値の設定を行う一方、マニュアル露出モードで絞り値を決定する場合、ユーザにより要求された絞り値を制限することなく選択可能にしてもよい。また、絞り値を制限する場合には、例えば表示部１０８に警告メッセージを表示するようにしてもよい。このようにすることで、ユーザは意図的に周辺をボカしたり、暗くしたりする特殊効果を利用することができる。
【００６６】
さらに、上述した実施形態では、ズームレンズの焦点距離を設定する範囲と、絞り値を設定する範囲とをそれぞれ個別に制限する例について説明した。しかし、これらの処理を複合的に行ってもよい。この場合、例えば、絞り値を設定する範囲を制限する場合は焦点距離を設定する範囲の制限を少なくし、一方で焦点距離を設定する範囲を制限する場合には絞り値を設定する範囲の制限を緩和するようにすればよい。更には、ズームレンズの焦点距離や絞り値を設定する範囲に限らず、撮影可能な距離の範囲や、光学式手ブレ補正機能における位置変動の範囲を制限することにより、像高が高い位置の画質を改善するようにしてもよい。
【００６７】
以上説明したように、所定の絞り値におけるレンズユニットの光学的な特性を補正するための曲率が撮像面の曲率の可変範囲に含まれない場合に、当該所定の絞り値の設定を制限し、レンズユニットの光学的な特性の影響を低減するようにした。このようにすることで、撮像面の曲率の可変範囲がレンズユニットの光学的な特性と対応していない場合であっても、光学的な特性の影響による画質低下を低減することが可能になる。
【００６８】
（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。
【符号の説明】
【００６９】
１０２…撮像部、１０３…曲率制御部、１１０…制御部、１０８…表示部、１５１…レンズ群、２００…撮像素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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