(57)【要約】      （修正有）【課題】歪曲収差の補正精度を確保しつつ利便性を高められる撮像装置を提供する。【解決手段】デジタルカメラは、交換レンズユニットと、カメラボディと、を備えている。交換レンズユニットは、被写体の光学像を形成するように設けられている。フラッシュメモリ２４２は、光学系により生じる歪曲収差を電気的に補正するための補正係数テーブルＥを格納している。カメラボディは、ＣＣＤイメージセンサー１１０と、補正係数取得部１４５と、演算部１４７と、補正処理部１９３と、を有している。補正係数取得部１４５はフラッシュメモリ２４２に格納された補正係数テーブルＥを取得する。演算部１４７は、補正係数テーブルＥから得られる情報に対して内挿演算を行うことで補正用のデータを生成する。補正処理部１９３は演算部１４７で生成された情報に基づいて画像データに対して歪曲収差の補正を行う。【選択図】図２
2009290863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の画像データを取得するための撮像装置であって、
前記被写体の光学像を形成するように設けられた光学系と、前記光学系により生じる歪曲収差を電気的に補正するために用いられる第１補正情報を格納する第１格納部と、を有する交換レンズユニットと、
前記光学像を画像データに変換するための画像取得部と、前記第１格納部に格納された前記第１補正情報を取得する補正情報取得部と、取得された前記第１補正情報に対して内挿演算あるいは外挿演算を行うことで第２補正情報を生成する演算部と、前記第２補正情報に基づいて前記画像データに対して歪曲収差の補正を行う歪曲収差補正部と、を有するカメラボディと、
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記第１補正情報は、前記画像データに対する前記歪曲収差の補正に用いられる複数の補正係数を含んでおり、
前記カメラボディは、前記第１補正情報から前記補正係数を選択補正係数群として選択する補正情報選択部を有しており、
前記演算部は、前記選択補正係数群に基づいて前記第２補正情報を生成する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光学系は、焦点距離の変更が可能であり、前記光学像の合焦状態を調節するためのフォーカスレンズを有しており、
前記第１補正情報は、前記歪曲収差の補正に用いられる複数の補正係数が前記光学系の焦点距離に関するズーム情報と前記光学像の合焦状態に関するフォーカス情報とに基づいて配列された、補正係数テーブルを含んでいる、
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記交換レンズユニットは、前記焦点距離を検出ズーム情報として取得するための第１検出部と、前記光学像の合焦状態を検出フォーカス情報として取得するための第２検出部と、を有しており、
前記カメラボディは、前記第１検出部から前記検出ズーム情報を取得する第１情報取得部と、前記第２検出部から前記検出フォーカス情報を取得する第２情報取得部と、を有しており、
前記補正情報選択部は、前記検出ズーム情報および前記検出フォーカス情報に対応する前記補正係数を前記第２補正情報から選択する、
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記補正係数テーブルは、前記ズーム情報および前記フォーカス情報に基づいて前記複数の補正係数とともに配列され前記歪曲収差の補正時に前記補正係数の作用する割合を調節するために用いられる複数の補正率を含んでいる、
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記歪曲収差補正部は、補正後の画像データを所定のサイズ以上に保つための倍率補正値を用いて前記歪曲収差を補正する、
請求項１から５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１格納部は、前記交換レンズユニットを識別するために用いられる第１識別情報を格納しており、
前記カメラボディは、前記第１格納部に格納された前記第１識別情報を第２識別情報として取得可能な識別情報取得部と、前記第２識別情報と前記第２識別情報に対応する前記第１補正情報とを関連付けて格納できる第２格納部と、前記第１格納部に格納された前記第１識別情報と前記第２格納部に格納された前記第２識別情報とを比較する比較部と、を有しており、
前記歪曲収差補正部は、前記第１格納部に格納された前記第１識別情報と前記第２格納部に格納された前記第２識別情報とが一致すると前記比較部が判断した場合、前記第２格納部に格納され前記第２識別情報に対応する前記第１補正情報を用いて前記歪曲収差を補正する、
請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記交換レンズと前記カメラボディとの間に装着されるユニットであって、前記歪曲収差を補正するために用いられる第３補正情報を格納する第３格納部を有するアクセサリユニットをさらに備えており、
前記補正情報取得部は、前記第３格納部に格納された前記第３補正情報を取得可能であり、
前記歪曲収差補正部は、前記第１補正情報と前記第３補正情報に基づいて前記画像データに対して前記歪曲収差の補正を行う、
請求項１から７のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項９】
交換レンズユニットとともに、被写体の画像データを取得するための撮像装置に用いられるカメラボディであって、
前記被写体の光学像を画像データに変換するための画像取得部と、
前記交換レンズユニットにより生じる歪曲収差を電気的に補正するために用いられる第１補正情報を前記交換レンズユニットから取得する補正情報取得部と、
前記第１補正情報に対して内挿演算あるいは外挿演算を行うことで第２補正情報を生成する演算部と、
前記第２補正情報に基づいて前記画像データに対して歪曲収差の補正を行う歪曲収差補正部と、
を備えたカメラボディ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置およびカメラボディ、特に、交換レンズ式の撮像装置および交換レンズユニットが装着されるカメラボディに関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体の画像データを取得する撮像装置として、例えばデジタルカメラが知られている。デジタルカメラは、被写体の光学像を形成するために光学系と、光学像を画像データに変換するための撮像素子と、を有している。これにより、被写体の画像データを取得することができる。
しかし、光学系により形成された光学像は、歪曲収差により歪む場合がある。このため、取得された画像データを画像として表示した際に、画像内で被写体が歪む場合があり、好ましくない。
そこで、取得された画像データに対して歪曲収差の補正処理を行うデジタルカメラが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２９５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
デジタルカメラには、交換レンズ式のデジタル一眼レフカメラがある。交換レンズ式の場合、交換レンズごとに光学系の仕様が異なるため、装着される交換レンズにより歪曲収差の特性も異なってくる。歪曲収差の特性が異なると、歪曲収差の補正処理も歪曲収差の特性に応じて変える必要がある。
そこで、交換レンズ側に歪曲収差を補正するための情報が格納された撮像装置が提案されている。
しかし、歪曲収差を補正するための情報は、交換レンズからカメラボディへ送信される他の情報に比べて情報量が極めて多くなるため、データの送信に時間がかかることが予想される。送信に時間がかかると、撮像装置の起動時間が長くなり、ユーザーにとっては非常に不便となる。
【０００５】
一方で、補正情報を少なくすることも考えられるが、この場合は歪曲収差の補正の精度が低下し好ましくない。
本発明の課題は、歪曲収差の補正精度を確保しつつ利便性を高められる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る撮像装置は、被写体の画像データを取得するための撮像装置であって、交換レンズユニットと、カメラボディと、を備えている。交換レンズユニットは、被写体の光学像を形成するように設けられている。第１格納部は、光学系により生じる歪曲収差を電気的に補正するために用いられる第１補正情報を格納している。カメラボディは、画像取得部と、補正情報取得部と、演算部と、歪曲収差補正部と、を有している。画像取得部は光学像を画像データに変換する。補正情報取得部は第１格納部に格納された第１補正情報を取得する。演算部は、取得された第１補正情報に対して内挿演算あるいは外挿演算を行うことで第２補正情報を生成する。歪曲収差補正部は第２補正情報に基づいて画像データに対して歪曲収差の補正を行う。
この撮像装置では、交換レンズユニットの第１格納部に格納された第１補正情報が補正情報取得部によりカメラボディに取り込まれる。この第１補正情報に対して内挿演算あるいは外挿演算が行われ、演算部により第２補正情報が生成される。この第２補正情報に基づいて、歪曲収差の補正が行われるため、第１補正情報の情報量が少ない場合であっても、内挿演算あるいは外挿演算により歪曲収差の補正の精度を確保できる程度の情報を第２補正情報として取得できる。これにより、この撮像装置では、歪曲収差の補正精度を確保しつつ利便性を高めることができる。
【０００７】
ここで、撮像装置には、静止画撮影のみを行う装置、動画撮影のみを行う装置、および静止画撮影および動画撮影の両方が可能な装置、が含まれる。第１補正情報としては、歪曲収差を補正するための様々な情報が考えられる。
第２の発明に係る撮像装置は、第１の発明に係る撮像装置において、第１補正情報は、画像データに対する歪曲収差の補正に用いられる複数の補正係数を含んでおり、カメラボディは、第１補正情報から補正係数を選択補正係数群として選択する補正情報選択部を有している。演算部は、選択補正係数群に基づいて第２補正情報を生成する。
第３の発明に係る撮像装置は、第２の発明に係る撮像装置において、光学系は、焦点距離の変更が可能であり、光学像の合焦状態を調節するためのフォーカスレンズを有している。第１補正情報は、歪曲収差の補正に用いられる複数の補正係数が光学系の焦点距離に関するズーム情報と光学像の合焦状態に関するフォーカス情報とに基づいて配列された、補正係数テーブルを含んでいる。
【０００８】
第４の発明に係る撮像装置は、第２の発明に係る撮像装置において、交換レンズユニットは、焦点距離を検出ズーム情報として取得するための第１検出部と、光学像の合焦状態を検出フォーカス情報として取得するための第２検出部と、を有している。カメラボディは、第１検出部からズーム情報を取得する第１情報取得部と、第２検出部からフォーカス情報を取得する第２情報取得部と、を有している。補正情報選択部は、検出ズーム情報および検出フォーカス情報に対応する補正係数を第２補正情報から選択する。
第５の発明に係る撮像装置は、第４の発明に係る撮像装置において、補正係数テーブルは、ズーム情報およびフォーカス情報に基づいて複数の補正係数とともに配列され歪曲収差の補正時に補正係数の作用する割合を調節するために用いられる複数の補正率を含んでいる。
【０００９】
第６の発明に係る撮像装置は、第１から第５のいずれかの発明に係る撮像装置において、歪曲収差補正部は、補正後の画像データを所定のサイズ以上に保つための倍率補正値を用いて歪曲収差を補正する。
第７の発明に係る撮像装置は、第１から第６のいずれかの発明に係る撮像装置において、第１格納部は、交換レンズユニットを識別するために用いられる第１識別情報を格納している。カメラボディは、第１格納部に格納された第１識別情報を第２識別情報として取得可能な識別情報取得部と、第２識別情報と第２識別情報に対応する第１補正情報とを関連付けて格納できる第２格納部と、第１格納部に格納された第１識別情報と第２格納部に格納された第２識別情報とを比較する比較部と、を有している。歪曲収差補正部は、第１格納部に格納された第１識別情報と第２格納部に第２格納された識別情報とが一致すると比較部が判断した場合、第２格納部に格納され第２識別情報に対応する第１補正情報を用いて歪曲収差を補正する。
【００１０】
第８の発明に係る撮像装置は、第１から第７のいずれかの発明に係る撮像装置において、アクセサリユニットをさらに備えている。アクセサリユニットは、交換レンズとカメラボディとの間に装着されるユニットであって、歪曲収差を補正するために用いられる第３補正情報を格納する第３格納部を有している。補正情報取得部は、第３格納部に格納された第３補正情報を取得可能である。歪曲収差補正部は、第１補正情報と第３補正情報に基づいて画像データに対して歪曲収差の補正を行う。
第９の発明に係るカメラボディは、交換レンズユニットとともに、被写体の画像データを取得するための撮像装置に用いられる。カメラボディは、画像取得部と、補正情報取得部と、演算部と、歪曲収差補正部と、を備えている。画像取得部は被写体の光学像を画像データに変換する。補正情報取得部は、交換レンズユニットにより生じる歪曲収差を電気的に補正するために用いられる第１補正情報を交換レンズユニットから取得する。演算部は、第１補正情報に対して内挿演算あるいは外挿演算を行うことで第２補正情報を生成する。歪曲収差補正部は、第２補正情報に基づいて画像データに対して歪曲収差の補正を行う。
【００１１】
このカメラボディでは、交換レンズユニットから第１補正情報が補正情報取得部によりカメラボディに取り込まれる。この第１補正情報に対して内挿演算あるいは外挿演算が行われ、演算部により第２補正情報が生成される。この第２補正情報に基づいて、歪曲収差の補正が行われるため、第１補正情報の情報量が少ない場合であっても、内挿演算あるいは外挿演算により歪曲収差の補正の精度を確保できる程度の情報を第２補正情報として取得できる。これにより、このカメラボディでは、歪曲収差の補正精度を確保しつつ利便性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、歪曲収差の補正精度を確保しつつ利便性を高めることができる交換レンズ式の撮像装置およびカメラボディを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
＜デジタルカメラの概要＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１（撮像装置の一例）は交換レンズ式のデジタル一眼レフカメラである。具体的には図１に示すように、デジタルカメラ１は、カメラボディ１００と、カメラボディ１００に取り外し可能なように装着された交換レンズユニット２００と、を備えている。例えば、デジタルカメラ１は静止画および動画の撮影が可能である。
このデジタルカメラ１は、光学系により生じる歪曲収差を電気的に補正する機能を有している。歪曲収差補正については後述する。
【００１４】
＜カメラボディの構成＞
図１に示すように、カメラボディ１００は主に、ＣＣＤイメージセンサー１１０（画像取得部の一例）と、液晶モニタ１２０と、電子ビューファインダー１８０と、カメラコントローラー１４０と、ボディマウント１５０と、電源１６０と、カードスロット１７０と、を有している。
ＣＣＤイメージセンサー１１０は、交換レンズユニット２００により形成された光学像を電気信号に変換し、被写体の画像データを生成する。生成された画像データは、ＡＤコンバーター１１１でデジタル化される。ＡＤコンバーター１１１でデジタル化された画像データは、カメラコントローラー１４０で様々な画像処理が施される。様々な画像処理とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、ＪＰＥＧ圧縮処理である。これらの画像処理については後述する。
【００１５】
ＣＣＤイメージセンサー１１０は、タイミングジェネレータ１１２で制御されるタイミングで動作する。ＣＣＤイメージセンサー１１０は、静止画の撮像動作および動画の撮像動作を行う。動画の撮影動作には、スルー画像の撮影動作が含まれる。ここで、スルー画像とは、動画の撮像後、メモリーカード１７１にデータを記録しない画像である。スルー画像は、主に動画であり、動画または静止画の撮像のための構図を決めるために液晶モニタ１２０および電子ビューファインダー１８０（以下、ＥＶＦとも言う）に表示される画像である。また、動画の撮影動作には、動画の記録動作も含まれる。動画の記録動作とは、動画の撮影動作およびメモリーカード１７１に動画データを記録する動作を含む動作である。なお、ＣＣＤイメージセンサー１１０は撮像素子の一例である。撮像素子は、ＣＭＯＳイメージセンサー等を含む概念である。
【００１６】
液晶モニタ１２０は、カメラコントローラー１４０で画像処理された表示用画像データが示す画像を表示する。液晶モニタ１２０は、動画も静止画も選択的に表示可能である。なお、液晶モニタ１２０は表示部の一例である。表示部としては、他にも、有機ＥＬ、無機ＥＬ、プラズマディスプレイパネル等、画像を表示できる装置を用いることができる。
電子ビューファインダー１８０は、ＥＶＦ用液晶モニタ（図示せず）を有しており、カメラコントローラー１４０で画像処理された画像を表示する。ＥＶＦ１８０は、動画も静止画も選択的に表示可能である。また、ＥＶＦ１８０と液晶モニタ１２０とは、同じ内容を表示する場合と、異なる内容を表示する場合とがある。ＥＶＦ１８０および液晶モニタ１２０の表示動作は、カメラコントローラー１４０によって制御される。
カードスロット１７０は、メモリーカード１７１を装着可能である。カードスロット１７０は、カメラコントローラー１４０からの制御に基づいて、メモリーカード１７１に画像データを格納したり、あるいは、メモリーカード１７１から画像データを読み込んだりできる。メモリーカード１７１は、カメラコントローラー１４０の画像処理により生成された画像データを格納可能である。
【００１７】
電源１６０は、デジタルカメラ１で消費するための電力を供給する。電源１６０は、例えば、乾電池であってもよいし、充電池であってもよい。また、電源コード等により外部からデジタルカメラ１に電力が供給される場合も考えられる。
ボディマウント１５０は、交換レンズユニット２００のレンズマウント２５０と機械的および電気的に接続可能である。ボディマウント１５０とレンズマウント２５０とを介して、カメラボディ１００と交換レンズユニット２００とはデータを送受信可能である。
カメラコントローラー１４０はデジタルカメラ１の各部を制御する。例えば、カメラコントローラー１４０は、垂直同期信号をタイミングジェネレータ１１２に送信する。これと並行して、カメラコントローラー１４０は、垂直同期信号に基づいて、露光同期信号を生成する。カメラコントローラー１４０は、生成した露光同期信号を、ボディマウント１５０およびレンズマウント２５０を介して、レンズコントローラー２４０に周期的に繰り返して送信する。
【００１８】
図２に示すように、カメラコントローラー１４０は、前処理部１９１と、補正処理部１９３と、ＹＣ処理部１９２と、電子ズーム部１９４と、圧縮部１９５と、を有している。
前処理部１９１は、ＣＣＤイメージセンサー１１０から出力された画像データに対して、例えばガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理およびキズ補正処理を行う。前処理部１９１は、カメラコントローラー１４０の制御により、画像データの水平および垂直方向の画素数を調節することが可能である。
ＹＣ処理部１９２は、前処理部１９１で処理された画像データを輝度信号と色差信号とを含むＹＣデータに変換する。本実施形態では、ＹＣ処理部１９２から出力された画像データを基準画像データとする。
電子ズーム部１９４は、電子ズーム処理を行う。電子ズーム処理は、入力画像データから拡大すべきエリアの画像データを切り出す処理と、切り出した画像データについて補間処理により画素数を増大させる処理と、を含んでいる。電子ズーム部１９４は、切り出し処理を行わないで、補間処理のみを行うことも可能である。
【００１９】
圧縮部１９５は、ＹＣデータをＪＰＥＧ規格準拠等の圧縮データに変換する。圧縮処理された画像データは、カードスロット１７０を介してメモリーカード１７１に記録される。
ＤＲＡＭ１４１は、カメラコントローラー１４０での画像処理の際に、あるいは、カメラコントローラー１４０の制御動作の際に、ワークメモリとして機能する。
＜交換レンズユニットの構成＞
図１に示すように、交換レンズユニット２００は主に、光学系２０１と、レンズコントローラー２４０と、レンズマウント２５０と、絞りユニット２６０と、を有している。
光学系２０１は、可変焦点ズームレンズ系であり、ズームレンズ２１０と、ズームリング２１３と、ＯＩＳ（Optical Image Stabilizer）レンズ２２０と、フォーカスレンズ２３０と、を含んでいる。
【００２０】
ズームレンズ２１０は、光学系２０１により形成される被写体の光学像（以下、被写体像ともいう）の倍率、すなわち、光学系２０１の焦点距離を変化させるためのレンズである。ズームレンズ２１０は、１枚または複数枚のレンズを有している。例えば、ズームレンズ２１０は、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とを含んでいる。光学系２０１の光軸ＡＸと平行な方向にズームレンズ２１０が移動することにより、光学系２０１の焦点距離が変化する。
ズームリング２１３は焦点距離を手動で調節するための部材である。駆動機構２１１はズームリング２１３の回転運動をズームレンズ２１０の直進運動に変換する。ズームリング２１３を回転させることで、ズームレンズ２１０を光軸ＡＸ方向に沿って移動させことができる。
【００２１】
検出器２１２は、駆動機構２１１におけるズームレンズ２１０の駆動量を検出する。具体的には、レンズコントローラー２４０はズーム情報生成部２４７（第１検出部の一例）を有している。ズーム情報生成部２４７は検出器２１２の検出結果に基づいて光学系２０１のズーム情報ＺＥＮＣ１（検出ズーム情報の一例）を算出する。ズーム情報は例えば、ズームレンズ２１０の位置、あるいは、光学系２０１の焦点距離である。ズーム情報ＺＥＮＣ１は所定の周期でズーム情報生成部２４７からカメラコントローラー１４０に送信される。これにより、レンズコントローラー２４０およびカメラコントローラー１４０は、光学系２０１の状態（例えば、焦点距離）を把握することができる。
また、レンズコントローラー２４０は、ズーム情報生成部２４７の演算結果により、ズームレンズ（Ｌ１，Ｌ２等）の交換レンズユニット２００内での光軸ＡＸ方向の位置を把握することができる。
【００２２】
ＯＩＳレンズ２２０は、交換レンズユニット２００の光学系２０１で形成される被写体像のぶれを補正するためのレンズである。具体的には、ＯＩＳレンズ２２０は、デジタルカメラ１のぶれによって生じる被写体像のぶれを補正する。ＯＩＳレンズ２２０は、デジタルカメラ１のぶれを相殺する方向に移動することにより、ＣＣＤイメージセンサー１１０と被写体像との相対的なぶれを小さくする。具体的には、ＯＩＳレンズ２２０は、デジタルカメラ１のぶれを相殺する方向に移動することにより、ＣＣＤイメージセンサー１１０上の被写体像のぶれを小さくする。ＯＩＳレンズ２２０は、１枚または複数枚のレンズで構成される。アクチュエータ２２１は、ＯＩＳ用ＩＣ２２３からの制御を受けて、光学系２０１の光軸ＡＸに垂直な面内でＯＩＳレンズ２２０を駆動する。
アクチュエータ２２１は、例えば、マグネットと平板コイルとで実現可能である。位置検出センサー２２２は、光学系２０１の光軸ＡＸに垂直な面内におけるＯＩＳレンズ２２０の位置を検出するセンサーである。位置検出センサー２２２は、例えば、マグネットとホール素子で実現可能である。ＯＩＳ用ＩＣ２２３は、位置検出センサー２２２の検出結果およびジャイロセンサーなどのぶれ検出器の検出結果に基づいて、アクチュエータ２２１を制御する。ＯＩＳ用ＩＣ２２３は、レンズコントローラー２４０からぶれ検出器の検出結果を得る。また、ＯＩＳ用ＩＣ２２３は、レンズコントローラー２４０に対して、光学的像ぶれ補正処理の状態を示す信号を送信する。
【００２３】
フォーカスレンズ２３０は、光学系２０１がＣＣＤイメージセンサー１１０上に形成する被写体像の合焦状態を変化させるためのレンズである。フォーカスレンズ２３０は、１枚または複数枚のレンズを有している。光軸ＡＸと平行な方向にフォーカスレンズ２３０が移動することにより、被写体像の合焦状態を変化させることができる。
フォーカスレンズ２３０は、ズームレンズ２１０とは別々に駆動される。具体的には、フォーカスモータ２３３は、第２レンズ群Ｌ２に対してフォーカスレンズ２３０を光軸ＡＸ方向に駆動する。言い換えると、フォーカスモータ２３３は、第２レンズ群Ｌ２とフォーカスレンズ２３０との光軸ＡＸ方向の相対距離を変更可能である。フォーカスレンズ２３０とフォーカスモータ２３３とは第２レンズ群Ｌ２とともに光軸ＡＸ方向に移動する。従って、光学系２０１の変倍動作により第２レンズ群Ｌ２が光軸ＡＸ方向に移動すると、フォーカスレンズ２３０およびフォーカスモータ２３３も光軸ＡＸ方向に移動する。また、第２レンズ群Ｌ２が光軸ＡＸ方向に静止している状態でも、フォーカスモータ２３３は第２レンズ群Ｌ２に対して、フォーカスレンズ２３０を光軸ＡＸ方向に駆動することができる。
【００２４】
相対位置検出器２３１は、フォーカスレンズ２３０の相対位置を検出するためのユニットであり、磁気スケールと磁気センサーとにより実現可能である。磁気スケールは、例えばフォーカスレンズを保持する枠に固定されており、光軸ＡＺと平行な方向に等間隔にて２極着磁されている。磁気センサーは、例えばＭＲセンサーである。磁気センサーと磁気スケールとが光軸ＡＺ平行な方向に相対移動すると、磁気センサーは磁気の変化を検出し磁気の変化に応じた信号を出力する。
絶対位置検出器２３２は、フォーカスレンズ２３０が基準位置にあるか否かを検出するためのユニットである。絶対位置検出器２３２は、例えばフォトセンサである。
レンズコントローラー２４０は、フォーカスレンズ２３０を原点位置に駆動し、絶対位置検出器２３２からの信号によりフォーカスレンズ２３０が原点にあることを認識する。より詳細には、レンズコントローラー２４０はフォーカス情報生成部２４８（第２検出部の一例）を有している。フォーカス情報生成部２４８は、絶対位置検出器２３２からの信号によりフォーカスレンズ２３０が原点にあることを認識し得る。このとき、フォーカス情報生成部２４８はフォーカス情報をＦＥＮＣ１＝０にリセットする。フォーカス情報ＦＥＮＣ１は検出フォーカス情報の一例である。
【００２５】
フォーカス情報生成部２４８は、相対位置検出器２３１から出力される信号により磁気変化の極値をカウントする。磁気センサー２３１ａから出力される信号に基づいて、フォーカス情報生成部２４８は磁気変化の極値を検出する。フォーカスレンズ２３０が被写体側に移動するときに磁気変化の極値が検出されると、フォーカス情報生成部２４８はフォーカス情報に対してＦＥＮＣ１＝ＦＥＮＣ１＋１の演算を行う。
フォーカスレンズ２３０がＣＣＤイメージセンサー１１０側に移動するときに磁気変化の極値が検出されると、フォーカス情報生成部２４８はフォーカス情報に対してＦＥＮＣ１＝ＦＥＮＣ１−１の演算を行う。このようにして、レンズコントローラー２４０は、絶対位置である原点位置からのフォーカスレンズ２３０の相対位置を検出することにより、第２レンズ群Ｌ２に対するフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置（フォーカス情報ＦＥＮＣ１）を把握可能である。フォーカス情報ＦＥＮＣ１は所定の周期でフォーカス情報生成部２４８からカメラコントローラー１４０に送信される。
【００２６】
絞りユニット２６０は、光学系２０１を透過する光の量を調整する光量調整ユニットである。絞りユニット２６０は、光学系２０１を透過する光の一部を遮蔽可能な絞り羽根と、絞り羽根を駆動する絞り駆動部（図示せず）と、を有している。絞りユニット２６０はカメラコントローラー１４０により制御される。
レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０からの制御信号に基づいて、交換レンズユニット２００の各部を制御する。レンズコントローラー２４０は、検出器２１２、ＯＩＳ用ＩＣ２２３、相対位置検出器２３１および絶対位置検出器２３２から信号を受信して、カメラコントローラー１４０に送信する。レンズコントローラー２４０は、ＤＲＡＭ２４１をワークメモリとして使用する。また、フラッシュメモリ２４２には、デジタルカメラ１の制御の際に使用されるプログラムやパラメータが保存されている。例えば、フラッシュメモリ２４２には、歪曲収差補正に用いられる補正係数テーブルが格納されている。
【００２７】
＜歪曲収差補正の基本概念＞
前述のように、デジタルカメラ１は歪曲収差を電気的に補正する機能を有している。ここでは、歪曲収差補正の基本概念について説明する。
図３および図４に示すように、歪曲収差には樽型および糸巻型の２種類が存在する。樽型歪曲収差の場合、歪曲収差が生じていない像Ａ１を基準とすると、像Ａ１の四隅が光学中心Ｏに向かって内側に歪み、全体に丸みを帯びた像Ａ２がＣＣＤイメージセンサー１１０上に形成される。光学中心Ｏは、ＣＣＤイメージセンサー１１０の中心であり、光学系２０１の光軸ＡＸとほぼ一致している。
一方、糸巻型歪曲収差の場合、歪曲収差が生じていない像Ａ３を基準とすると、像Ａ３の四隅が光学中心Ｏから外側に向かって広がるように歪み、四隅が鋭角に尖った像Ａ４がＣＣＤイメージセンサー１１０上に形成される。
【００２８】
このように、歪曲収差が生じると、ＣＣＤイメージセンサー１１０により取得された画像の外周部で被写体像が歪む。
ここで、歪曲収差量をＤＹ、歪曲収差が生じた実像高（像Ａ２、Ａ４における光学中心Ｏからの距離）をＹ、歪曲収差が生じていない理想像高（像Ａ１、Ａ３における光学中心Ｏからの距離）をＹ´、とすると、歪曲収差量ＤＹは以下の式（１）で表わされる。
2009290863.tif 000003
【００２９】
本実施形態では、以下の式（２）により歪曲収差量ＤＹを定義する。
2009290863.tif 000004
【００３０】
補正係数Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７は、交換レンズユニットに搭載されている光学系の仕様に応じて最適な数値が異なる。つまり、これらの補正係数Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７は交換レンズユニット２００特有の数値であると言える。これらの係数を用いて、歪曲収差の補正を行う。なお、この式（２）は歪曲収差を補正する際に使用される式の一例であり、他の式を用いてもよい。他の式を用いる場合、補正係数の種類は式（２）と異なる場合もある。
歪曲収差を補正するためには、実像高Ｙを理想像高Ｙ´に変換する必要がある。実像高Ｙを理想像高Ｙ´に変換するために、以下の式（３）にてゲインＧを定義する。
2009290863.tif 000005
【００３１】
式（３）のゲインＧは実像高Ｙを理想像高Ｙ´に変換するためのゲイン関数を示している。実像高Ｙの最大値を１とした場合、ゲイン形状は図５および図６のように表わすことができる。図５および図６では、縦軸がゲインＧ、横軸が実像高Ｙである。
図５および図６に示すゲイン形状の場合、実像高Ｙが大きくなるにしたがって（つまり光学中心Ｏからの距離が大きくなるにしたがって）、ゲインＧの絶対値が徐々に大きくなっている。これは、画像の外周部の歪曲収差量が中心部の歪曲収差量よりも大きいことを意味している。
図５に示すようにゲインＧが１よりも大きい場合、実像高Ｙが理想像高Ｙ´に変換される際に画像が外側へ拡大される。つまり、図５に示すゲイン形状は、歪曲収差が図３に示すような樽型であることを意味している。
【００３２】
一方、図６に示すようにゲインＧが１よりも小さい場合、実像高Ｙが理想像高Ｙ´に変換される際に画像が内側へ縮小される。つまり、図６に示すゲイン形状は、歪曲形状が図４に示すような糸巻型であることを意味している。
このように、ゲインＧを上記のように定義することで、歪曲収差を視覚的にとらえることができる。
＜補正率＞
上記のゲインＧを用いると、理論上は歪曲収差を完全に補正することが可能となる。
しかし、歪曲収差を完全に補正しない方が好ましい場合も考えられる。例えば、樽型の歪曲収差に対して人間はそれほど敏感ではないが、糸巻型の歪曲収差に対して人間は敏感に反応する傾向にある。さらに、樽型の歪曲収差が生じた画像は若干丸みを帯びているため、温か味が感じられる。
【００３３】
例えば、樽型の歪曲収差に対しては、歪曲収差補正の割合を小さくすることで、補正後の画像に樽型の歪曲収差が残り、温か味のある画像が得られる。また、糸巻型の歪曲収差に対しては、歪曲収差補正の割合を大きくすることで、補正後の画像から糸巻型の歪曲収差が完全に除去され、樽型の歪曲収差のように若干丸みを帯びた温か味のある画像が得られる。
そこで、このデジタルカメラ１には、歪曲収差補正の割合を調節する機能が設けられている。
具体的には、ゲインＧに補正率Ｔを乗じたゲインＴＧを以下の式（４）のように定義する。
2009290863.tif 000006
2009290863.tif 000007
【００３４】
前述のゲインＧの代わりにゲインＴＧを用いることで、歪曲収差補正の程度を調節することができる。例えば、Ｇ＞１の場合、補正率をＴ＜１とするとゲインＴＧがゲインＧよりも小さくなる。つまり、樽型の歪曲収差の場合、補正率Ｔ＜１とすることで、歪曲収差補正の程度がゲインＧでの補正に比べて小さくなる。
また、Ｇ＜１の場合、補正率をＴ＞１とするとゲインＴＧがゲインＧよりも小さくなる。つまり、糸巻型の歪曲収差の場合、歪曲収差補正の程度がゲインＧでの補正に比べて小さくなる。
なお、上記の場合のゲインＴＧのゲイン形状は、例えば図７および図８のように表わすことができる。ここで、補正率Ｔは以下の式（５）で表わすことができる。
2009290863.tif 000008
【００３５】
＜倍率補正値＞
上記の方法により、光学系の特性に応じて歪曲収差の補正を行うことができる。
しかし、糸巻型の歪曲収差を補正する場合、Ｇ＜１であるため、補正後の像が実像よりも小さくなる。このため、条件によっては補正後の像がＣＣＤイメージセンサー１１０よりも小さくなる。この結果、ＣＣＤイメージセンサー１１０から出力された画像に情報が欠落した領域が生じ得る。このような現象を画素欠陥という。
画素欠陥の発生を防止するために、このデジタルカメラ１では、歪曲収差補正の際に画像全体の倍率を補正する倍率補正値Ｍを用いる。例えば、倍率補正値Ｍを用いて、図９に示すように０≦実像高Ｙ≦１の範囲内でゲインＧがＧ≧１となるようにゲインＧを補正する。
【００３６】
具体的には、倍率補正値Ｍを考慮したゲインＭＧを以下の式（６）のように定義する。
2009290863.tif 000009
【００３７】
０≦Ｙ≦１の範囲での最小値を求め、最小値が１以上となるようなＭをゲイン形状に乗じる。ゲインＧを実像高Ｙにより微分した式（７）から、最小値を求めることができる。
2009290863.tif 000010
【００３８】
具体的には、式（７）が０である場合の解（例えば、ａ、ｂ）を求め、Ｙ＝０、ａ、ｂ、１の４点でのゲインＧを比較する。この結果、ゲインＧが最小である場合の実像高Ｙを求めることができる。この実像高Ｙおよび式（７）から、ゲインＧの最小値を求めることができる。ゲインＧの最小値がＧ＝ＧＭＩＮのとき、倍率補正値をＭ＝１／ＧＭＩＮとすることで、ＭＧ≧１を満たすことができる。
このように、倍率補正値Ｍを設定することで、補正後の像を所定のサイズ以上になるように保つことができ、補正後の像がＣＣＤイメージセンサー１１０のサイズよりも小さくなるのを防止できる。すなわち、画素欠陥の発生を防止することができる。
（４）まとめ
以上のように、補正率Ｔおよび倍率補正値Ｍを考慮すると、最終的なゲインＴＭＧは以下の式（８）で表わされる。
2009290863.tif 000011
【００３９】
式（８）および式（３）より、実像高Ｙを理想像高Ｙ´に変換するための式（９）は以下のようになる。
2009290863.tif 000012
2009290863.tif 000013
【００４０】
ここで、Ｃ３＝０．２、Ｃ５＝−０．２、Ｃ７＝−０．１、Ｔ＝０．９の場合の計算例について説明する。この条件下において、歪曲収差量ＤＹおよびゲインＧは式（３）および（４）より、以下の式（１０）および（１１）のように表わされる。
2009290863.tif 000014
2009290863.tif 000015
【００４１】
式（１０）および（１１）の式は、図１０（Ａ）および（Ｂ）のグラフで表わされる。ゲインＧの最小値を求めるために、式（１１）を微分すると、以下の式（１２）となる。
2009290863.tif 000016
2009290863.tif 000017
【００４２】
ゲインＧの最小値は、ゲインＧの傾きが０である点、あるいは、Ｙ＝０、１の点である。Ｚ＝Ｙ２と仮定すると、以下の２次方程式が導き出される。
2009290863.tif 000018
【００４３】
式（１３）の解は、Ｚ＝０．３８７４２６、−１．７２０７６となる。
ここで、画素欠陥が発生しない条件として、アスペクト比＝１６：９の場合、０．４９＜Ｙ＜１でのゲインＧの最小値が解となる。このため、０．２４０１＜Ｚ＜１、０．４９＜Ｙ＜１より、Ｚ＝０．３８７４２６、つまりＹ＝０．６２２４３５となる。
Ｙ＝０．４９、０．６２２４３５、１でのゲインＧの最小値は、Ｙ＝０．６２２４３５となり、ＧＭＩＮ＝０．９５８３５となる。
したがって、ゲイン関数ＭＧは以下の通りとなる。
2009290863.tif 000019
【００４４】
最終的に、Ｔ＝０．９を考慮して、式（１４）および式（４）より、以下のゲイン関数ＴＭＧを導き出すことができる。
2009290863.tif 000020
【００４５】
この式（１５）は、図１０（Ｃ）のように表わすことができる。図１０（Ｃ）ではゲインＴＭＧが０≦Ｙ≦１の範囲において１以上となっているため、糸巻型の歪曲収差を補正する場合にでも、画像が拡大されるように補正される。これにより、画素欠陥が生じるのを防止することができる。
＜歪曲収差補正情報＞
以上に説明した歪曲収差補正では、補正係数Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７は１つの歪曲収差の特性にのみ対応している。
しかし、交換レンズユニット式のデジタル一眼レフカメラでは、光学系の仕様が交換レンズユニットの種類ごとに異なるため、装着される交換レンズユニットの光学系に合った補正係数を選択する必要がある。
【００４６】
また、同じ光学系であっても、焦点距離やフォーカスレンズの位置に応じて、歪曲収差の特性が変化するため、焦点距離およびフォーカスレンズの位置に合わせて補正係数を選択する必要がある。
そこで、交換レンズユニット２００のフラッシュメモリ２４２には補正係数テーブルＥ（第１補正情報の一例）が格納されている。具体的には図１１に示すように、レンズコントローラー２４０の補正係数テーブルＥは、ズーム情報ＺＥＮＣ、フォーカス情報ＦＥＮＣ、複数の補正係数Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７、および複数の補正率Ｔを有している。補正係数テーブルＥ、ズーム情報ＺＥＮＣ、フォーカス情報ＦＥＮＣおよび補正係数Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７および補正率Ｔは、歪曲収差を補正するための情報の一例である。
補正係数テーブルＥでは、ズーム情報ＺＥＮＣおよびフォーカス情報ＦＥＮＣに基づいて補正係数Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７および補正率Ｔが配列されている。ズーム情報ＺＥＮＣのデータ数は、例えばＮｚ＋１である。フォーカス情報ＦＥＮＣのデータ数は、例えばＮｆ＋１である。後述する内挿演算機能により、ズーム情報ＺＥＮＣおよびフォーカス情報ＦＥＮＣのデータ数を、ズーム情報生成部２４７およびフォーカス情報生成部２４８から出力されるズーム情報ＺＥＮＣ１およびフォーカス情報ＺＥＮＣ１（後述）のデータ数よりもそれぞれ少なくすることができる。このため、歪曲収差補正で必要とされる補正係数テーブルのデータ容量よりも補正係数テーブルＥのデータ容量を小さくすることができる。内挿演算については後述する。
【００４７】
ズーム情報およびフォーカス情報に応じて、この補正係数テーブルＥから補正係数Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７および補正率Ｔを選択することができる。選択された補正係数Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７および補正率Ｔを用いて前述の歪曲収差補正を行うことで、そのときの光学系２０１の状態に適した歪曲収差補正を行うことが可能となる。
＜レンズコントローラーおよびカメラコントローラーの詳細構成＞
上記の歪曲収差補正機能を実現するために、レンズコントローラー２４０およびカメラコントローラー１４０は様々な構成を有している。
具体的には図２に示すように、レンズコントローラー２４０は、レンズ情報出力部２４３と、補正係数出力部２４４と、を有している。これらの各部は、機能ブロックであり、レンズコントローラー２４０のＣＰＵ、ＤＲＡＭ２４１およびフラッシュメモリ２４２により実現されている。フラッシュメモリ２４２には、交換レンズユニット２００のＩＤ情報などの交換レンズユニット２００を識別するためのレンズデータ（第１識別情報の一例）、および補正係数テーブルＥが格納されている。
【００４８】
レンズ情報出力部２４３は、フラッシュメモリ２４２に格納されたレンズデータをカメラコントローラー１４０に送信する。補正係数出力部２４４は、フラッシュメモリ２４２に格納された補正係数テーブルＥをカメラコントローラー１４０に送信する。例えば、電源投入時や交換レンズユニット２００をカメラボディ１００に装着した際に、これらの情報の送信が行われる。
カメラコントローラー１４０は、フォーカス情報取得部１４３と（第２情報取得部の一例）、ズーム情報取得部１４４と（第１情報取得部の一例）、補正係数取得部１４５（補正情報取得部の一例）と、補正係数選択部１４６（補正情報選択部の一例）と、演算部１４７と、倍率補正値演算部１４８と、を有している。これらの各部は、機能ブロックであり、カメラコントローラー１４０のＣＰＵ（図示せず）、ＤＲＡＭ１４１およびフラッシュメモリ１４２（第２格納部の一例）により実現されている。
【００４９】
フォーカス情報取得部１４３は、光学系２０１におけるフォーカスレンズ２３０の位置情報をレンズコントローラー２４０から取得する。具体的には、前述のようにレンズコントローラー２４０はフォーカス情報生成部２４８を有している。フォーカス情報生成部２４８は、相対位置検出器２３１および絶対位置検出器２３２の検出結果に基づいて、フォーカスレンズ２３０の位置を演算する。フォーカス情報取得部１４３は、フォーカス情報生成部２４８からフォーカスレンズ２３０の位置を示すフォーカス情報を取得する。このフォーカス情報はフォーカス調節や歪曲収差補正に用いられる。
ズーム情報取得部１４４は、光学系のズーム情報をレンズコントローラー２４０から取得する。具体的には、前述のようにレンズコントローラー２４０はズーム情報生成部２４７を有している。ズームレンズ２１０の位置に応じて光学系２０１の焦点距離が変化する。ズーム情報生成部２４７は検出器２１２により検出されたズームレンズ２１０の位置情報に基づいて焦点距離を演算する。ズーム情報はズームレンズ２１０の位置あるいは焦点距離を含んでいる。ズーム情報取得部１４４はズーム情報生成部２４７からズーム情報を取得する。
【００５０】
なお、フォーカス情報およびズーム情報の演算および取得は、所定のサンプリング周期で繰り返される。
補正係数取得部１４５は、レンズコントローラー２４０のフラッシュメモリ２４２に予め格納された前述の補正係数テーブルＥをレンズコントローラー２４０から取得する。補正係数テーブルＥは、歪曲収差を補正するための情報であり、交換レンズユニット２００の光学系２０１固有のテーブルである。この補正係数テーブルＥでは、ズーム情報およびフォーカス情報に基づいて複数の補正係数が配列されている。補正係数取得部１４５により取得された補正係数テーブルＥは、カメラコントローラー１４０のフラッシュメモリ１４２に格納される。
補正係数選択部１４６は、フラッシュメモリ１４２に格納された補正係数テーブルＥから、ズーム情報およびフォーカス情報に対応する補正係数を選択する。具体的には、演算部１４７により内挿演算が行われるため、補正係数選択部１４６により４組の補正係数および４つの補正率Ｔが選択補正係数群として選択される。
【００５１】
ここで、内挿演算について説明する。交換レンズユニット２００からカメラボディ１００へのデータの転送を考慮して、補正係数テーブルＥのデータ数は必要最小限に設定されている。例えば、ズーム情報生成部２４７により演算されたズーム情報の種類は、２５６種類である。フォーカス情報生成部２４８により演算されたフォーカス情報の種類は、６４種類である。したがって、通常であれば、補正係数Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７および補正率Ｔのデータ数はそれぞれ２５６×６４となる。
しかし、補正係数テーブルＥのデータ数が多い場合、カメラボディ１００へ補正係数テーブルＥを転送する際の時間が長くなり、デジタルカメラ１の起動時間が長くなる。
そこで、このデジタルカメラ１では、補正係数テーブルＥのデータ数を減らしている。例えば、ズーム情報ＺＥＮＣのデータ数を１６（つまり、Ｎｚ＝１５）、フォーカス情報ＦＥＮＣのデータ数を４（つまり、Ｎｆ＝３）としている。
【００５２】
これに伴い、カメラボディ１００では、補正係数選択部１４６が、レンズコントローラー２４０から送信されたズーム情報ＺＥＮＣ１およびフォーカス情報ＦＥＮＣ１に基づいて、補正係数テーブルＥのズーム情報ＺＥＮＣおよびフォーカス情報ＦＥＮＣからズーム情報ＺＥＮＣ１およびフォーカス情報ＦＥＮＣ１に対応するズーム情報ＺＥＮＣ２およびフォーカス情報ＦＥＮＣ２を選択する。具体的には、補正係数選択部１４６は、ズーム情報ＺＥＮＣにおいてズーム情報ＺＥＮＣ１よりも小さく、かつ、ズーム情報ＺＥＮＣ１に最も近い特定の値をズーム情報ＺＥＮＣ２として選択し、フォーカス情報ＦＥＮＣにおいてフォーカス情報ＦＥＮＣ１よりも小さく、かつ、フォーカス情報ＦＥＮＣ１に最も近い特定の値をフォーカス情報ＦＥＮＣ２として選択する。
さらに、補正係数選択部１４６は、選択したズーム情報ＺＥＮＣ２およびフォーカス情報ＦＥＮＣ２に基づいて補正係数テーブルＥから補正係数Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７および補正率Ｔを選択する。例えば、補正係数Ｃ３については、補正係数選択部１４６は以下の４つの補正係数Ｃ３をテーブルから選択する。
2009290863.tif 000021
【００５３】
補正係数Ｃ５，Ｃ７および補正率Ｔについても同様に補正係数選択部１４６により補正係数テーブルＥから選択される（図１２参照）。図１２は、ＺＥＮＣ２＝１、ＦＥＮＣ＝１の場合の例を示している。
演算部１４７は、補正係数選択部１４６で選択された４組の補正係数Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７および４つの補正率Ｔを用いて、式（４）より４つのゲインＴＧを算出する。
一方で、倍率補正値演算部１４８は、各ゲインＧについて式（７）を用いて倍率補正値Ｍを算出する。
ゲインＴＧおよび倍率補正値Ｍから式（８）のゲインＴＭＧが演算部１４７により算出される。こうして、４つのゲインＴＭＧが演算部１４７により算出される。
図１３に示すように、４つのゲインＴＭＧから、ズーム情報ＺＥＮＣ１およびフォーカス情報ＦＥＮＣ１に対応するゲインＴＭＧ´を内挿により算出する。具体的には、以下の式（１６）を用いて演算部１４７はゲインＴＭＧ´に対して内挿演算を実行する。
2009290863.tif 000022
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【００５４】
数値ｍおよびｎは、ＺＥＮＣ１、ＦＥＮＣ１、ＺＥＮＣ２およびＦＥＮＣ２により決まる値であり、これらのデータに基づいて演算部１４７により決定される。
補正処理部１９３は、演算部１４７により算出されたゲインＴＭＧ´に基づいてＣＣＤイメージセンサー１１０により取得された画像データに対して歪曲収差補正処理を行う。具体的には、補正処理部１９３は１フレームの画像データに対してゲインＴＭＧ´および前述の式（９）を用いて、歪曲収差補正処理を順次行う。
補正処理を行う際、実像高Ｙは各画素の座標を意味している。例えば、画素Ｐｎ（ｘｎ、ｙｎ）に対しては、座標ｘｎおよび座標ｙｎを式（９）のＹに入力すると、補正後の座標ｘｎ´、ｙｎ´を算出できる。補正後の座標ｘｎ´、ｙｎ´は、歪曲収差がない場合に配置されるべき画素の位置を表している。こうして、画素Ｐｎ（ｘｎ、ｙｎ）がＰｎ（ｘｎ´、ｙｎ´）に変換される。１フレームの画像データの全画素に対して、この座標変換処理が行われる。この座標変換処理は、歪曲収差が生じた像を歪曲収差が補正された像に変形させるための処理と言える。
【００５５】
１フレームの画像データに対してこの補正処理を行った後、補正処理部１９３は、さらに、座標変換処理後の画像データから所定のサイズの画像データを切り出す。補正処理部１９３は、抜き出された画像データに対して補間処理を行うことで、歪曲補正処理により等間隔に配置されなくなった各画素を、補正前の画像データと同じように等間隔の配置に戻す。これにより、補正処理部１９３に入力された補正前の画像データと同じサイズの画像データであって歪曲収差補正が行われた画像データを生成することができる。
補正後の画像データは、補正処理部１９３から電子ズーム部１９４に出力される。電子ズーム部１９４および圧縮部１９５は、補正後の画像データに対して所定の処理を行う。
上記の選択処理、内挿演算、倍率補正値演算は、所定の周期で行われる。また、上記の一連の画像処理はフレームごとに行われる。このため、静止画だけでなく動画に対しても歪曲収差補正を行うことができる。つまり、動画撮影時やライブビュー時にも歪曲収差補正が施された画像を記録あるいは表示することができる。
【００５６】
＜起動時の動作＞
まず、デジタルカメラ１の起動動作について説明する。図１４は、デジタルカメラ１の起動動作のフローである。
カメラボディ１００に交換レンズユニット２００を装着した状態で、ユーザーがカメラボディ１００の電源をＯＮにする。この結果、ボディマウント１５０およびレンズマウント２５０を介して、電源１６０から交換レンズユニット２００へ電力供給が開始される（Ｓ１）。
次に、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、交換レンズユニット２００の認証情報を要求する（Ｓ２）。ここで、交換レンズユニット２００の認証情報には、交換レンズユニット２００が装着されているか否かに関する情報およびアクセサリーが装着されているか否かに関する情報が含まれる。レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０からのレンズ認証要求に応答し認証情報をカメラコントローラー１４０に送信する（Ｓ３）。
【００５７】
次に、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、初期化動作をするよう要求する（Ｓ４）。この要求を受けて、レンズコントローラー２４０は、絞りのリセット、ＯＩＳレンズ２２０のリセット等の初期化動作を行う（Ｓ５）。レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０に対して、レンズ初期化動作が完了した旨を返信する（Ｓ６）。
次に、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、レンズデータの送信を要求する（Ｓ７）。レンズデータとは、交換レンズユニット２００を特定するための情報である。レンズ情報には、例えば、レンズ名称、レンズＩＤ、Ｆナンバーおよび焦点距離が含まれている。レンズデータは、フラッシュメモリ２４２（第１格納部の一例）に格納されている。レンズコントローラー２４０のレンズ情報出力部２４３は、フラッシュメモリ２４２からレンズデータを読み出して、カメラコントローラー１４０に返信する（Ｓ８）。レンズデータはカメラコントローラー１４０のレンズ情報取得部１４９により取り込まれ、フラッシュメモリ１４２に格納される。
【００５８】
このデジタルカメラ１は、補正係数テーブルをレンズＩＤと関連付けて記憶する機能および過去に格納された補正係数テーブルを利用する機能を有している。具体的には図１５に示すように、前述のステップＳ８終了後、変数ｉがリセットされる（Ｓ１１）。
フラッシュメモリ１４２には、過去に取り込んだ補正係数テーブルおよびその交換レンズユニットのレンズＩＤが関連付けられて格納されている。一時的に格納されたレンズＩＤと過去に格納されたレンズＩＤ（第２識別情報の一例）とが比較部１６７により比較される（Ｓ１３）。比較部１６７において一致するレンズＩＤが存在すると判断された場合、そのレンズＩＤに対応する補正係数テーブルが補正係数選択部１４６により選択される（Ｓ２０）。より具体的には、領域ｉに格納されている補正係数テーブルが補正係数選択部１４６により選択される。この場合、交換レンズユニット２００からカメラボディ１００へ補正係数テーブルを送信する必要がないため、起動時間の短縮が可能となる。
【００５９】
一方、比較部１６７において一致するレンズＩＤが存在しないと判断された場合、比較部１６７によりｉ＝Ｎが確認される（Ｓ１４）。変数Ｎはすでに記憶しているレンズＩＤの数を示している。
ｉ＝Ｎの場合、すべてのレンズＩＤについて比較が完了したため、補正係数テーブルＥの取得処理が開始される（Ｓ１６）。補正係数テーブルＥの取得処理については後述する。ｉ＝Ｎでない場合は、変数ｉがインクリメントされ、ステップＳ１３およびＳ１４が繰り返される（Ｓ１５）。
補正係数テーブルの取得工程Ｓ１６では、補正係数出力部２４４から補正係数取得部１４５へ補正係数テーブルＥが送信される。送信された補正係数テーブルＥは、補正係数取得部１４５により取り込まれる。具体的には図１６に示すように、ズーム情報ＺＥＮＣおよびフォーカス情報ＦＥＮＣが初期化される（Ｓ２１）。次に、ズーム情報の最大値Ｎｚが、補正係数取得部１４５により取得され、フラッシュメモリ１４２の所定の領域に格納される（Ｓ２２）。さらに、フォーカス情報の最大値Ｎｆが、補正係数取得部１４５により取得され、所定の領域に格納される（Ｓ２３）
次に、補正係数テーブルＥが補正係数取得部１４５により取得される。具体的には、Ｃ３（ＺＥＮＣ、ＦＥＮＣ）、Ｃ５（ＺＥＮＣ、ＦＥＮＣ）、Ｃ７（ＺＥＮＣ、ＦＥＮＣ）、Ｔ（ＺＥＮＣ、ＦＥＮＣ）が補正係数出力部２４４から補正係数取得部１４５に順次送信され、フラッシュメモリ１４２の所定の領域に格納される（Ｓ２４）。
【００６０】
フォーカス情報ＦＥＮＣが最大値Ｎｆであるか否かが判定される（Ｓ２５）。フォーカス情報ＦＥＮＣが最大値Ｎｆでない場合は、フォーカス情報ＦＥＮＣがインクリメントされる（Ｓ２６）。フォーカス情報ＦＥＮＣが最大値Ｎｆに達するまで、ステップＳ２４およびＳ２５が繰り返される。
フォーカス情報ＦＥＮＣが最大値Ｎｆである場合は、ズーム情報ＺＥＮＣが最大値Ｎｚであるか否かが判定される（Ｓ２７）。ズーム情報ＺＥＮＣが最大値Ｎｚでない場合は、ズーム情報ＺＥＮＣがインクリメントされ、フォーカス情報ＦＥＮＣがリセットされる（Ｓ２８）。その後、ズーム情報ＺＥＮＣが最大値Ｎｚに達するまで、ステップＳ２４〜Ｓ２７が繰り返される。ズーム情報ＺＥＮＣが最大値Ｎｚに達すると、補正係数テーブル取得処理は終了する。
【００６１】
このように、補正係数テーブルＥの補正係数Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７が順次カメラボディ１００に送信されカメラボディ１００側のフラッシュメモリ１４２に格納される。
図１５に示すように、補正係数テーブル取得処理が終了すると、記憶数ＮがＮ＋１に更新される（Ｓ１７）。取得されたレンズＩＤおよび補正係数テーブルがフラッシュメモリ１４２の領域Ｎ番目に格納される（Ｓ１８）。そして、領域Ｎ番目の補正係数テーブルが補正係数選択部１４６により選択される（Ｓ１９）。
＜撮影時の動作＞
カメラコントローラー１４０が、カメラボディ１００に装着されている交換レンズユニット２００のレンズデータを把握すると、撮像可能な状態になる。この状態では、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、交換レンズユニット２００の状態を示すレンズ状態データを所定の周期で要求する。レンズ状態データには、例えば、ズーム情報ＺＥＮＣ１、フォーカス情報ＦＥＮＣ１、絞り値情報が含まれる。カメラコントローラー１４０の要求に応えて、レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０に対して、要求されたレンズ状態データを所定の周期で送信する。これにより、カメラコントローラー１４０が交換レンズユニット２００の状態をリアルタイムに把握することが可能となる。
【００６２】
このデジタルカメラ１は、ＣＣＤイメージセンサー１１０で生成された画像データが示す画像をスルー画像として液晶モニタ１２０にリアルタイムで表示することができる。この撮影モードをライブビューモードという。ライブビューモードでは、被写体のリアルタイム画像が液晶モニタ１２０に表示されるので、ユーザーは液晶モニタ１２０を見ながら静止画を撮像するための構図を決めることができる。ライブビューモードを使用するかどうかはユーザーが選択可能である。ライブビューモードの他に、ユーザーが選択できる撮影モードとしては、交換レンズユニット２００からの被写体像を電子ビューファインダー１８０で確認するモードもある。なお、ライブビューモードでは、ＣＣＤイメージセンサー１１０で画像データを順次生成しているので、その画像データを用いたコントラスト方式のオートフォーカス動作（以下、コントラストＡＦともいう）をするのが容易となる。
【００６３】
ユーザーがレリーズボタン１３０を半押しすると、コントラストＡＦが開始され、フォーカスレンズ２３０がフォーカスモータ２３３により合焦位置まで駆動される。これにより、ＣＣＤイメージセンサー１１０に結像する被写体像の焦点が合う。
オートフォーカス後、絞りユニット２６０により光学系２０１の絞り値が所定の値に調節される。その後、ＣＣＤイメージセンサー１１０により被写体像の画像データが取得される。ＣＣＤイメージセンサー１１０から出力された画像データは、ＡＤコンバーター１１１により順次デジタル信号に変換される。これらのデジタル信号は、前処理部１９１により、例えばガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理およびキズ補正処理が施される。
前処理部１９１から出力された１フレームの画像データは、補正処理部１９３により前述の歪曲収差補正処理が施される。具体的には、ズーム情報取得部１４４およびフォーカス情報取得部１４３によりズーム情報ＺＥＮＣ１およびフォーカス情報ＦＥＮＣ１が所定の周期で取得される（Ｓ３１）。ズーム情報ＺＥＮＣ１およびフォーカス情報ＦＥＮＣ１に基づいて、補正係数選択部１４６により補正係数テーブルＥから補正係数Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７および補正率Ｔが選択される（Ｓ３２）。より詳細には図１７に示すように、ズーム情報ＺＥＮＣ１に対応するズーム情報ＺＥＮＣ２が補正係数選択部１４６により補正係数テーブルＥから選択され、フォーカス情報ＦＥＮＣ１に対応するフォーカス情報ＦＥＮＣ２が補正係数選択部１４６により補正係数テーブルＥから選択される。算出されたズーム情報ＺＥＮＣ２およびフォーカス情報ＦＥＮＣ２に基づいて、４組の補正係数Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７および４つの補正率Ｔが補正係数選択部１４６により選択される（Ｓ３３）。
【００６４】
選択された４組の補正係数Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７および４つの補正率Ｔを用いて、演算部１４７により前述の内挿演算が行われる（Ｓ３４）。これにより、レンズコントローラー２４０から送信された実際のズーム情報ＺＥＮＣ１およびフォーカス情報ＦＥＮＣ１に対応するゲインＴＭＧ´を算出することができる（Ｓ３５）。
内挿演算により算出されたゲインＴＭＧ´および式（９）を用いて、補正処理部１９３により歪曲収差補正が行われる。具体的には、前処理部１９１から出力された画像データは、補正処理部１９３において画素ごとに実像高から理想像高に座標変換される。
座標変換された１フレームの画像データは、所定の範囲だけ抜き出され、位置がずれた画素どうしの間で補間処理が施され、補正処理部１９３に入力された画像データと同じサイズの画像データが生成される。
【００６５】
補正処理が施された画像データは、電子ズーム部１９４により所定のデジタルズーム処理が施される。ズーム処理が施された画像データは圧縮部１９５により圧縮処理が施され、メモリーカード１７１に記録される。
＜３：特徴＞
デジタルカメラ１の特徴は以下の通りである。
（１）
前述のように、このデジタルカメラ１では、交換レンズユニット２００のフラッシュメモリ２４２に格納された補正係数テーブルＥを用いて歪曲収差を補正するため、交換レンズユニットの種類が変わっても、交換レンズユニットの光学系に適した補正情報で歪曲収差補正を行える。これにより、このデジタルカメラ１では、異なる交換レンズが装着されても歪曲収差の補正を確実に行うことができる。
【００６６】
（２）
このデジタルカメラ１では、ズーム情報ＺＥＮＣおよびフォーカス情報ＦＥＮＣに対応した複数の補正係数が補正係数テーブルＥとして格納されており、ズーム情報ＺＥＮＣ１およびフォーカス情報ＦＥＮＣ１に基づいて補正係数テーブルＥから補正係数Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７が選択されるため、焦点距離や合焦状態に応じた適切な歪曲収差補正が可能となる。
ここで、ズーム情報としては、例えば、焦点距離やズームレンズの位置情報が考えられる。フォーカス情報としては、例えば、フォーカスレンズの位置情報が考えられる。
（３）
このデジタルカメラ１では、補正係数テーブルＥに対して内挿演算を行うことで、歪曲収差補正の精度を維持しつつ、補正係数テーブルＥのデータ数を少なくすることができる。これにより、交換レンズユニット２００からカメラボディ１００への補正係数テーブルＥの送信時間を短縮することができる。例えば、電源投入後の起動時間を短縮することができる。
【００６７】
（４）
このデジタルカメラ１では、歪曲収差補正時に補正率Ｔを用いることで、歪曲収差補正の程度を調節することができる。したがって、意図的に歪曲収差を残したい場合などに有効である。
（５）
このデジタルカメラ１では、補正後の画像データを所定のサイズ以上に保つための倍率補正値Ｍを用いて歪曲収差補正が行われるため、補正後の画像データが所定のサイズ以上に保たれる。これにより、いわゆる画素欠陥が発生するのを防止できる。
（６）
このデジタルカメラ１では、カメラボディ１００のフラッシュメモリ１４２にすでに格納されている補正係数テーブルを利用することができるため、交換レンズユニット２００から補正係数テーブルを送信する必要がない場合がある。つまり、過去の補正係数テーブルを利用できる場合は、電源投入後の起動時間を短縮することができる。
【００６８】
（その他の実施の形態）
本発明の具体的構成は、前述の実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
なお、以下の説明において、前述の実施形態と実質的に同じ機能を有する構成には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
（Ａ）
交換レンズユニット２００とカメラボディ１００との間にアクセサリユニットが装着されている場合も考えられる。例えば、テレコンバータ３００がカメラボディ１００に装着されている場合、歪曲収差の特性がテレコンバータ３００により変化する。
この場合、テレコンバータ３００の特性も考慮して、歪曲収差補正が行わるようにすれば、適切な歪曲収差補正が可能となる。
【００６９】
例えば図１８に示すように、テレコンバータ３００は、光学系３０１と、コントローラー３４０と、を有している。光学系３０１によりデジタルカメラ１全体の焦点距離を変えることができる。コントローラー３４０は、マウント（図示せず）を介してカメラコントローラー１４０と接続されている。コントローラー３４０には、光学系３０１の歪曲収差の特性を示す補正係数テーブル（第３補正情報の一例）が格納されている。この補正係数テーブルは、例えば３つの補正係数ＴＣ３、ＴＣ５、ＴＣ７および倍率Ｂを有している。補正係数ＴＣ３は、前述の補正係数Ｃ３に対応している。補正係数ＴＣ５は、前述の補正係数Ｃ５に対応している。補正係数ＴＣ７は、前述の補正係数Ｃ７に対応している。倍率Ｂは光学系３０１の倍率である。
補正係数テーブルＥ２を用いる場合、以下の式（１７）、（１８）、（１９）により新たな補正係数ＬＴＣ３、ＬＴＣ５、ＬＴＣ７が算出される。
2009290863.tif 000025
2009290863.tif 000026
2009290863.tif 000027
【００７０】
この演算は、例えば前述の内挿演算の前に、補正係数選択部１４６により選択された補正係数Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７に対してカメラコントローラー１４０により行われる。
また、テレコンバータ３００が装着されたか否かは、テレコンバータ３００のコントローラー３４０に格納されたレンズデータに基づいてカメラボディ１００により識別される。
このように、テレコンバータ３００が装着された場合であっても、適切な歪曲収差補正を行うことができる。
また、テレコンバータ３００ではなく、エクステンション（ＥＸ）チューブ４００がカメラボディ１００に装着される場合がある。具体的には図１９に示すように、ＥＸチューブ４００は、コントローラー４４０を有している。このコントローラー４４０は、マウント（図示せず）を介してカメラコントローラー１４０に接続されている。コントローラー４４０には、ＥＸチューブ４００の歪曲収差の特性を示す補正係数テーブルＥ３が格納されている。補正係数テーブルＥ３は、例えば３つの補正係数ＥＣ３、ＥＣ５、ＥＣ７およびＥＸチューブ４００の長さＥＸＴを有している。補正係数ＥＣ３は、前述の補正係数Ｃ３に対応している。補正係数ＥＣ５は、前述の補正係数Ｃ５に対応している。補正係数ＥＣ７は、前述の補正係数Ｃ７に対応している。
【００７１】
補正係数テーブルＥ３を用いる場合、以下の式（２０）、（２１）、（２２）により新たな補正係数ＬＥＣ３、ＬＥＣ５、ＬＥＣ７が算出される。
2009290863.tif 000028
2009290863.tif 000029
2009290863.tif 000030
【００７２】
この演算は、例えば前述の内挿演算の前に、補正係数選択部１４６により選択された補正係数Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７に対してカメラコントローラー１４０により行われる。
また、ＥＸチューブ４００が装着されたか否かは、ＥＸチューブ４００のコントローラー４４０に格納されたレンズデータに基づいてカメラボディ１００により認識される。
このように、ＥＸチューブ４００が装着された場合であっても、適切な歪曲収差補正を行うことができる。
（Ｂ）
前述の実施形態では、補正率Ｔが補正係数テーブルＥに含まれており、常に補正率Ｔを用いて歪曲収差を補正している。しかし、補正率Ｔを用いて演算するか否かをユーザーが選択できるようにしてもよい。
【００７３】
また、歪曲収差を残す必要がない場合は、補正率Ｔがない状態で歪曲収差補正が行われてもよい。
また、画素欠陥が生じない条件下では、倍率補正値Ｍを用いて歪曲収差補正を行う必要はない。
（Ｃ）
前述の実施形態では、補正係数選択部１４６により選択された４組の補正係数Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７および４つの補正率Ｔから４つのゲインＴＭＧを計算した後に、４つのゲインＴＭＧから内挿演算により１つのゲインＴＭＧ´を算出している。
しかし、例えば図２０に示すように、４組の補正係数Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７および４つの補正率Ｔに対して内挿演算を行い、算出された１組の補正係数Ｃ３´、Ｃ５´、Ｃ７´および補正率Ｔ´からゲインＴＭＧ´を算出してもよい。
【００７４】
（Ｄ）
前述の式（２）では、実像高Ｙの次数が３次、５次、７次であるが、歪曲収差を補正する際に用いられる式は式（２）に限られず、他の式を用いてもよい。他の式を用いる場合、補正係数の種類などが異なる場合がある。
（Ｅ）
前述の実施形態では、カメラボディ１００が各演算式を格納しているが、交換レンズユニット２００が各演算式を格納していてもよい。このような構成は、交換レンズユニットによって異なる演算式を用いるのが好ましい場合などに有効である。
（Ｆ）
デジタルカメラ１の構成は、前述の実施形態に限定されない。例えば、デジタルカメラ１がクイックリターンミラーや観察光学系を有していてもよい。
【００７５】
（Ｇ）
前述の実施形態では、補正係数テーブルＥに対して内挿演算を行っているが、外挿演算を用いてもよい。外挿処理を用いた場合も同様に、異なる交換レンズが装着されても歪曲収差の補正を確実に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、交換レンズ式の撮像装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】デジタルカメラの全体構成図
【図２】デジタルカメラの詳細構成図
【図３】歪曲収差を示す図（樽型）
【図４】歪曲収差を示す図（糸巻型）
【図５】ゲインＧを示す図（樽型）
【図６】ゲインＧを示す図（糸巻型）
【図７】ゲインＴＧを示す図（樽型）
【図８】ゲインＴＧを示す図（糸巻型）
【図９】ゲインＭＧを示す図
【図１０】（Ａ）歪曲収差量ＤＹの一例、（Ｂ）ゲインＧの一例、（Ｃ）ゲインＴＭＧの
【図１１】補正係数テーブルの一例
【図１２】補正係数テーブルの説明図
【図１３】内挿演算の説明図
【図１４】起動時のフローチャート
【図１５】レンズＩＤ照合処理のフローチャート
【図１６】補正係数テーブル取得処理のフローチャート
【図１７】補正係数演算のフローチャート
【図１８】デジタルカメラの概略構成図（他の実施形態）
【図１９】デジタルカメラの概略構成図（他の実施形態）
【図２０】内挿演算の説明図（他の実施形態）
【符号の説明】
【００７８】
１  デジタルカメラ（撮像装置の一例）
１００  カメラボディ
１１０  ＣＣＤイメージセンサー（画像取得部の一例）
１４０  カメラコントローラー
１４２、２４２  フラッシュメモリ（第１格納部、第２格納部の一例）
１４１、２４１  ＤＲＡＭ
１５０  ボディマウント
１４３  フォーカス情報取得部（第２情報取得部の一例）
１４４  ズーム情報取得部（第１情報取得部の一例）
１４５  補正係数取得部（補正情報取得部の一例）
１４６  補正係数選択部（補正情報選択部）
１４７  演算部
１４８  倍率補正値演算部
１４９  レンズ情報取得部
１９３  補正処理部
２００  交換レンズユニット
２４０  レンズコントローラー
２４３  レンズ情報出力部
２４４  補正係数出力部
２４７  ズーム情報生成部（第１検出部の一例）
２４８  フォーカス情報生成部（第２検出部の一例）
３００  テレコンバータ（アクセサリユニットの一例）
３４０、４４０  コントローラー（第３格納部の一例）
４００  ＥＸチューブ（アクセサリユニットの一例）
ＺＥＮＣ１  ズーム情報（検出ズーム情報の一例）
ＦＥＮＣ１  フォーカス情報（検出フォーカス情報の一例）
【図１】
2009290863.tif 000031
【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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【図７】
2009290863.tif 000037
【図８】
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【図９】
2009290863.tif 000039
【図１０】
2009290863.tif 000040
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2009290863.tif 000050