JP6539115B2 - 撮像装置およびその制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置およびその制御方法、並びにプログラムに関する。

従来、湾曲する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（以下、単に曲率可変型センサという）が知られている。また、このような曲率可変型センサと、光学ズームとを備えるデジタルカメラには、光学ズームにより変化する焦点距離に応じて曲率可変型センサの曲率を制御することによって、撮像面全体の合焦度を向上させるものが知られている。

このようなデジタルカメラでは、広角レンズでレンズが撮像面に近い場合に当該センサの凹曲面の曲率半径（曲率半径とは曲率の逆数）を小さくし、一方、望遠レンズでレンズが撮像面から遠い場合に該センサの凹曲面の曲率半径を大きくする。このようにすれば、凹曲面の曲率をレンズの像面湾曲収差が最小になるように制御することができるため、レンズ位置によらず撮像面全面にピントが合った画像を生成することができる。特許文献１は、センサの曲率を、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変更する技術を提案している。

特開２０１２−１８２１９４号公報

一方、デジタルカメラやビデオカメラでは、静止画の撮影機能のほか、ライブビュー表示機能や動画撮影機能を備えたものが一般的になりつつある。特に、動画撮影では静止画撮影に比べて処理が膨大かつ複雑となるため、消費電力が増大する場合がある。一方で、これらのカメラの小型化への要求に伴って、発熱等の観点から最大電力量の低減が望まれている。

上述の曲率可変型センサを使用したデジタルカメラでは、光学ズームの倍率（焦点距離）に応じた曲率の変更や変更した曲率の維持のために、更なる電力が必要となる。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対策が望まれている。

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り、湾曲する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。

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手段と、撮像手段の撮像面を湾曲させる駆動手段と、動画モード及び静止画モードのいずれかを含む撮影モードに応じて、撮像面の曲率が、撮像光学系の焦点距離において生じる像面湾曲収差を低下させる第１の曲率、又は、第１の曲率より曲率の小さい第２の曲率になるように駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、湾曲する撮像面の曲率を制御可能な撮像素子を用いる場合に、撮像装置の消費電力を低減することが可能になる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラの機能構成例を示すブロック図 実施形態１に係る曲率制御処理の一連の動作を示すフローチャート 実施形態１に係る、ズーム位置及び撮影モードに応じた、撮像素子に対する応力を説明する図 実施形態２に係る曲率制御処理の一連の動作を示すフローチャート 実施形態２に係る、ズーム位置とデジタルカメラ１００の駆動状態に応じた、撮像素子に対する応力を説明する図

（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、撮像面の曲率を制御可能な撮像素子を備える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、撮像素子の撮像面の曲率を制御可能な任意の電子機器にも適用可能である。これらの機器には、情報端末（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、時計型や眼鏡型の端末など）、車載機器、監視用機器、ロボット等が含まれてよい。

（デジタルカメラ１００の構成）
図１は、本実施形態の撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１００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。

撮像光学系１０１は、フォーカスレンズやズームレンズを含むレンズ群、及び絞りを含み、撮像光学系駆動部１０８からの指示に応じて、ズームレンズを光軸方向に移動させてズーム倍率（或いは焦点距離）を変更可能である。また、撮像光学系駆動部１０８からの指示に応じて、絞りの開口径も変更可能である。

撮像素子１０２は、撮像面が湾曲可能であり、その凹曲面側に光電変換素子を配置して、凹曲面とした撮像面の曲率を制御可能にした撮像素子である。撮像素子１０２は、凹曲面側に、光電変換素子を有する画素が複数、２次元的に配列された構成を有する。撮像素子１０２は、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子であってよい。撮像光学系１０１により結像された被写体光学像を各画素で光電変換し、さらに不図示のＡ／Ｄ変換回路によってアナログ・デジタル変換して、画素単位のデジタル信号（画像データ）を出力する。また、例えば、１フレームが横１９２０画素×縦１０８０画素の画像データを、所定のフレームレート（例えば３０フレーム毎秒）で出力することができる。なお、イメージセンサの各画素に独立した複数の光電変換素子を設け、位相差を有する複数の画像データを出力できるものであってもよい。

また、撮像素子１０２は、曲率制御部１０７と協働することにより、撮像面の曲率を変更及び維持するように動作する。例えば、撮像素子１０２は曲率制御部１０７によって印加される応力を受けて撮像面の曲率を変更し又はその曲率を維持する。

撮像系信号処理部１０３は、撮像素子１０２から出力された画像データ（連続的に出力される場合は映像データ）に対して各種補正処理等の画像信号処理を行って、処理後の画像データを記録再生系信号処理部１０４に出力する。記録再生系信号処理部１０４は、入力した画像データに対して例えば所定の符号化方式に従って符号化してその情報量を圧縮し、記録に適したデータに変換する。記録再生系信号処理部１０４によって処理されたデータは記録媒体１０９に記録される。記録媒体１０９は、記録再生系信号処理部１０４から出力された画像データを記録するためのメモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等を含む。

モニタ部１０５は、例えばタッチパネル式のＬＣＤパネルからなる直視型モニタを含み、記録再生系信号処理部１０４から出力された画像データ、ライブビュー表示のための映像データ、デジタルカメラ１００の操作画面（メニュー画面）を表示する。モニタ部１０５は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパー等の表示デバイスであれば何でもよい。

光学ファインダ１０６は、光学式のビューファインダであり、撮像光学系を通過した被写体光学像を確認することができる。

曲率制御部１０７は、制御用回路及び駆動回路を含み、制御部１１５からの動画撮影等の撮影モードの情報、撮像光学系駆動部１０８からの撮影光学系の状態を示す情報（例えば焦点距離情報）に基づき撮像素子１０２の撮像面の曲率を制御する（曲率制御処理）。曲率制御部１０７は、例えば、撮像面の曲率を制御するために必要な応力を撮像素子１０２に印加する曲率駆動手段として動作する。このとき、曲率制御部１０７が印加する応力の低下に伴って、撮像面を湾曲させるために必要な消費電力が低下する。

撮像光学系駆動部１０８は、撮像光学系１０１を所定の位置に駆動する駆動装置を含み、例えば制御部１１５の指示に応じて動作する。

撮影モード切替スイッチ１１０は、動画撮影モード（単に動画モードともいう）と静止画撮影モード（単に静止画モードともいう）とを選択する例えば機械式のスイッチを含む。ズームスイッチ１１１は、光学ズーム倍率を設定するスイッチであり、トリガスイッチ１１２は、動画記録の開始、停止を操作する。シャッタスイッチ１１３は静止画を撮影する場合にユーザが押し込むスイッチであり、記録モード設定スイッチ１１４は動画および静止画の画質や、記録サイズ、フレームレート等を設定するスイッチである。動画の画質については、例えばＳＤ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）モードとＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）モードを選択可能である。

制御部１１５は、例えばＣＰＵあるいはＭＰＵであり、ＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭの作業エリアに展開して実行することにより、デジタルカメラ１００全体を制御する制御部である。撮影モード切替スイッチ１１０等のスイッチからの信号を受信して各操作内容に応じてデジタルカメラ１００の各部を制御する。なお、本実施形態では、曲率制御部１０７が制御部１１５から独立したものとして説明するが、制御部１１５がこの機能を実現してもよい。

（本発明に係る曲率制御処理の概要）
撮像光学系駆動部１０８は、制御部１１５からズームスイッチ１１１の状態に応じた制御情報又は制御命令を入力すると、撮像光学系１０１のズームレンズを広角側あるいは望遠側に駆動制御する。また、撮像光学系駆動部１０８は、撮像光学系１０１のズームレンズの焦点距離情報を曲率制御部１０７に供給する。また、撮像光学系駆動部１０８は、撮像光学系１０１の絞りを、被写体の輝度やユーザが所望する被写界深度に応じて開閉制御するとともに、撮像光学系１０１のフォーカスレンズを駆動して被写体光学像の光軸方向の結像位置を制御する。

撮像面全面にピントを合わせる場合、曲率制御部１０７は、撮像光学系駆動部１０８から供給されるレンズの焦点距離情報に基づいて、像面湾曲収差を最小化又は低減する（即ち、画角による集光位置の差異を低減する）ように撮像素子１０２の撮像面の曲率を制御する。焦点距離に対応する撮像面の最適な曲率は、例えば、予め定めた曲率の値をテーブルとして制御部１１５のメモリに記憶しておき、曲率制御部１０７がこのテーブル内の曲率の値の全て又は一部を所定のタイミングで（制御部１１５を介して）取得する。

曲率制御部１０７が撮像素子１０２に対して応力をかける場合、応力を発生させるための電力（即ち曲率を制御するための電力）を消費する。また、撮像素子１０２の撮像面の曲率が例えば最適な曲率である場合（即ち応力をかけたままの状態）、曲率制御部１０７は当該曲率を維持するための電力を消費する。この最適な曲率は、例えば撮像光学系１０１のズームレンズの位置が変更されるまで、あるいは動画撮影が終了するまで維持されるため、この維持に係る時間が長いほど多くの電力が消費される。

なお、撮像面の曲率を制御すれば、撮像面中心と撮像光学系１０１の距離が変動するため、フォーカス位置がずれることになる。しかし、通常、動画撮影時にコントラストＡＦ等によって常時フォーカスを監視している場合、撮像面の曲率の変化によるピントのずれはこの通常のＡＦ動作で吸収可能である。

撮像素子１０２に応力をかけない場合、例えば撮像面が凹形状から平坦（フラット）に近い形状になる。この状態では、撮像面の曲率を制御するための電力が消費されないか、消費電力が所定値より低い状態である（以下、この撮像面の状態を初期状態又は非通電状態という）。つまり、撮像面の状態を初期状態に近づけるほど、撮像面の曲率を制御するための電力を低下させることができるため、撮像面の曲率を制御することによって撮像時の消費電力を低下させることができる。

本実施形態では、動画撮影の場合には被写体の動きやパン、チルトによる画面全体の動き等があることにより、静止画撮影の場合と比較して像面湾曲収差が目立ち難いと考えられる点に着目している。例えば、撮影モードが動画撮影に設定されると、撮像面の曲率を初期状態に近づけることによって消費電力低減を優先させる。

即ち、本実施形態では、撮影モードが静止画撮影である場合、撮像光学系１０１の焦点距離に応じた曲率に制御し、一方、撮影モードが動画撮影の場合、静止画撮影の場合と比べてより初期状態に近い曲率に制御する。このようにすることで、使用時において像面湾曲収差の影響が目立たない範囲で有効に撮像装置の消費電力を低減することができる。

本実施形態に係るデジタルカメラ１００では、撮影前に、ユーザによって撮影モード切替スイッチ１１０が切り替えられると、動画を撮影するか静止画を撮影するかを示す撮影モードの情報が設定される。撮影モード切替スイッチ１１０で設定された撮影モードの情報は、制御部１１５を介して曲率制御部１０７に供給される。曲率制御部１０７は、制御部１１５から供給される撮影モードの情報と、撮像光学系駆動部１０８から出力される撮像光学系１０１の焦点距離の情報とに基づいて、例えば図３に示す応力を撮像素子１０２に印加して撮像素子１０２の撮像面の曲率を制御する。

図３は、各撮影モード及び撮像光学系１０１のズーム位置（焦点距離に対応）において撮像素子１０２に印加される応力を示している。例えば撮影モードが静止画撮影モードの場合には、焦点距離に応じて撮像素子１０２にＡ〜Ｃの応力が印加される。また、撮影モードが動画撮影モードの場合、焦点距離に応じて撮像素子１０２ではａ〜ｃの応力が印加される。撮像素子１０２において印加される応力Ａ〜Ｃ及びａ〜ｃは、例えば以下の関係を満たす。

Ａ＞Ｂ＞Ｃ ・・・（式１）
ａ＞ｂ＞ｃ ・・・（式２）
Ａ＞ａ≧０ ・・・（式３）
Ｂ＞ｂ≧０ ・・・（式４）
Ｃ＞ｃ≧０ ・・・（式５）

（式３）から（式５）は、同じ焦点距離では、静止画撮影モードの場合より動画撮影モードの場合の方が撮像素子１０２に印加される応力が小さいことを示している。従って、撮影モードが動画撮影モードである場合、撮像素子１０２で撮像面を湾曲させるために必要な電力は静止画撮影モードの場合よりも少なくなる。

（撮像面の曲率制御処理に係る一連の動作）
次に、図２を参照して、撮像面の曲率制御処理に係る一連の動作を説明する。なお、デジタルカメラ１００が例えば動画撮影の待機状態において、例えばズームスイッチ１１１又は撮影モード切替スイッチ１１０等のスイッチに対するユーザ操作があった場合に本処理が開始される。制御部１１５がＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭの作業用領域に展開し、実行することにより実現される。また、以下に説明する各ステップは、特に説明する場合を除いて制御部１１５により実行される。

Ｓ２０１において、制御部１１５は、撮影モード切替スイッチ１１０において、ユーザが撮影モードとして動画撮影モードを選択したかを判定する。動画撮影モードを選択したと判定する場合、処理をＳ２０２に進め、それ以外（即ち静止画撮影モード）の場合は処理をＳ２１１に進める。

Ｓ２０２において、制御部１１５は、ズームスイッチ１１１に対するユーザ操作に応じてズーム動作を行って、そのズーム位置を決定する。さらにＳ２０３において、制御部１１５は、例えばズームスイッチ１１１から入力した制御量に基づいてズーム位置を検出する。

Ｓ２０４において、曲率制御部１０７は、制御部１１５の指示により、撮像素子１０２の曲率を動画撮影用の曲率に制御する。具体的には、Ｓ２０３で検出したズーム位置（即ち焦点距離）に基づいて、図３に示す応力を撮像素子１０２に印加する。上述した図３の例では、例えばズーム位置が「ワイド」である場合、応力「ａ」を印加して撮像素子１０２の撮像面の曲率を制御する。このとき、このズーム位置に対応する撮像面の曲率は、そのズーム位置の像面湾曲収差を最小にする曲率（図３では応力「Ａ」により制御）と比較して曲率が小さい。なお、曲率制御部１０７は、上述したように、設定すべき曲率の値を制御部１１５を介して取得する。

Ｓ２０５において、制御部１１５は、動画記録を開始するかを判定する。例えば、制御部１１５は、ユーザがトリガスイッチ１１２を操作したことを検出すると、動画記録を開始するものと判定して、処理をＳ２０６に進める。このとき制御部１１５は、別途動画記録を開始させる。動画記録を開始しない場合は再び処理をＳ２０２に戻してＳ２０２〜Ｓ２０５を繰り返す。

Ｓ２０６において、制御部１１５は、ユーザによってさらにズーム動作が行われたかを判定する。ズーム動作が行われた場合は処理をＳ２０７に進めてズーム位置を検出する（Ｓ２０７）。一方、制御部１１５は、ズーム動作が行われていない場合は処理をＳ２０９に進める。

Ｓ２０８において、曲率制御部１０７は、制御部１１５の指示により、撮像素子１０２の曲率を新たなズーム位置に応じた動画撮影用の曲率に制御する。即ち、Ｓ２０７で検出した動画撮影時のズーム位置に基づいて図３に示す応力を印加して、撮像素子１０２の曲率を制御する。

Ｓ２０９において、制御部１１５は、トリガスイッチ１１２がユーザによって操作されたことにより、動画記録を終了させるかを判定する。制御部１１５は、動画記録を終了させる場合、処理をＳ２１０に進め、動画記録を終了させない場合、処理をＳ２０６に再び戻して動画記録を継続し、ズーム位置の監視を行う。

Ｓ２１０において、曲率制御部１０７は、制御部１１５の指示により、撮像素子１０２に印加していた応力を解除（即ち応力をかけない状態にする）し、本処理に係る一連の動作を終了する。

一方、Ｓ２１１以降の処理は、静止画撮影モードが選択されたと判定された処理である。Ｓ２１１において、制御部１１５は、ズームスイッチ１１１に対するユーザ操作に応じてズーム動作を行って、そのズーム位置を決定する。

次にＳ２１２において、制御部１１５は、撮影予備動作としてシャッタスイッチ１１３が半押し（即ちＳ１押下）されたかを判定する。シャッタスイッチ１１３が押下された場合は、制御部１１５はＳ２１３においてズーム位置を検出する。シャッタスイッチ１１３が押下されていない場合は処理を再びＳ２１１に戻す。

Ｓ２１４において、曲率制御部１０７は、制御部１１５の指示のもと、撮像素子１０２の曲率を静止画撮影モード用の曲率に制御する。具体的には、曲率制御部１０７は、静止画撮影モードにおけるズーム位置（即ち焦点距離）に応じた応力を撮像素子１０２に印加して、焦点距離に最適な曲率に制御する。印加する応力は、図３に示す静止画撮影モードにおける、各ズーム位置の応力であり、この応力によって制御される撮像面の曲率は、例えば、そのズーム位置において生じる像面湾曲収差を最小にする曲率である。

次にＳ２１５において、制御部１１５はてシャッタスイッチ１１３が全押し（即ちＳ２押下）されたかを判定し、全押しされた場合は別途撮影処理を行ってＳ２１０に処理を進める。一方、全押されていない場合は処理を再びＳ２１１に戻して同様の処理を繰り返す。

上述したように、Ｓ２１０では曲率制御を解除して、本曲率制御処理に係る一連の動作を完了する。

なお、本実施形態では、曲率制御部１０７が撮像素子１０２に対して直接応力を印加し、撮像素子１０２の撮像面の曲率を制御する例を説明した。しかし、撮像素子１０２が内部に応力を印加する構成を有し、曲率制御部１０７が撮像素子１０２に対する電力の供給を制御することにより撮像面の曲率を制御するようにしてもよい。さらに、曲率制御部１０７が撮像素子１０２に対して制御用信号を出力し、撮像素子１０２が当該制御用信号に応じて撮像面を制御してもよい。このようにしても撮像面の制御の結果として、消費電力を低減することができる。

また、本実施形態では、応力を印加することによって撮像面の曲率を制御する撮像素子の例を説明した。しかし、撮像面の曲率を制御可能であれば応力を印加する構成に限らない。例えば、電力を供給して、電磁石による磁力の変化、熱による体積収縮率、又は吸引力によって撮像面の曲率を制御するものであってもよい。

以上説明したように本実施形態によれば、撮像光学系の状態に基づいて像面湾曲収差を低下させるように構成された撮像素子を用いる場合に、動画撮影では、撮像面の曲率を、像面湾曲収差を低下させる（最小にする）曲率より小さな曲率に制御するようにした。このようにすれば、動画の撮影を行う場合の消費電力を低減することができる。一方、静止画の撮影では、撮像面の曲率を例えば像面湾曲収差を低下させる（最小にする）曲率に制御するようにした。このようにすることで、像面湾曲収差の影響が許容され難い場合に像面湾曲収差を低下させた画像を得ることができる。

（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では撮影モードに応じて撮像面の曲率を制御したが、実施形態２では、動画を撮影する撮影モードにおいて、さらに撮像装置の駆動状態に基づいて撮像面の曲率を制御する点が異なる。なお、その他の構成は実施形態１と同一であるため、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。

図４を参照して、本実施形態に係る撮像面の曲率制御処理に係る一連の動作を説明する。なお、実施形態１と同様、デジタルカメラ１００が例えば動画撮影の待機状態において、例えばズームスイッチ１１１又は撮影モード切替スイッチ１１０等のスイッチに対するユーザ操作があった場合に本処理が開始される。制御部１１５がＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭの作業用領域に展開し、実行することにより実現される。また、以下に説明する各ステップは、特に説明する場合を除いて制御部１１５により実行される。

Ｓ２０１において、制御部１１５は、ユーザが撮影モード切替スイッチ１１０において、撮影モードとして動画撮影モードを選択したかを判定する。動画撮影モードを選択したと判定する場合、処理をＳ４０１に進め、それ以外（即ち静止画撮影モード）の場合は処理をＳ２１１に進める。なお、静止画撮影モードにおけるＳ２１１〜Ｓ２１５の処理は実施形態１と同一であるため、説明は省略する。

Ｓ４０１において、制御部１１５は、デジタルカメラ１００の状態が消費電力が多い駆動状態かを判定する。制御部１１５は、消費電力の多い駆動状態である場合に処理をＳ４０２に進め、消費電力の多い駆動状態でない場合に処理をＳ４１２に進める。

別途後述するように図５（ａ）〜図５（ｃ）はそれぞれがデジタルカメラ１００の駆動状態の例を示しており、当該状態における撮像光学系１０１の各ズーム位置（又は焦点距離）において撮像素子１０２に印加する応力を示している。

消費電力の大小の判定において、制御部１１５は、図５（ａ）の例では撮影時の被写体確認用にモニタ部１０５を使用していれば消費電力の多い駆動状態であると判定する。一方、光学ファインダ１０６を使用していれば消費電力の少ない駆動状態であると判定する。

Ｓ４０２において、制御部１１５は、ズームスイッチ１１１に対するユーザ操作に応じてズーム動作を行って、そのズーム位置を決定する。さらにＳ４０３において、制御部１１５は、例えばズームスイッチ１１１から入力した制御量に基づいてズーム位置を検出する。

Ｓ４０４において、曲率制御部１０７は、制御部１１５の指示により、撮像素子１０２の曲率を消費電力の多い駆動状態（第１の駆動状態）用の曲率に制御する。具体的には、Ｓ４０３で検出したズーム位置（即ち焦点距離）と、図５に示すに駆動状態に基づいて、図５に示す応力を撮像素子１０２に印加する。図５（ａ）の例では、曲率制御部１０７は、現在の駆動状態が消費電力の多い駆動状態であるため、例えばズーム位置が「ワイド」である場合、応力「ａ」を印加して撮像素子１０２の撮像面の曲率を制御する。このとき、このズーム位置に対応する撮像面の曲率は、そのズーム位置の像面湾曲収差を最小にする曲率（図５（ａ）では応力「Ａ」により制御）と比較して曲率が小さい。なお、実施形態１と同様に、曲率制御部１０７は設定すべき曲率の値を制御部１１５を介して取得する。

Ｓ４０５において、制御部１１５は、動画記録を開始するかを判定する。例えば、制御部１１５は、ユーザがトリガスイッチ１１２を操作したことを検出すると、動画記録を開始するものと判定して、処理をＳ４０６に進める。このとき制御部１１５は、別途動画記録を開始させる。動画記録を開始する場合は処理をＳ４０６に進め、動画記録を開始しない場合は再び処理をＳ４０２に戻してＳ４０２〜Ｓ４０５を繰り返す。

Ｓ４０６において、制御部１１５は、ユーザによってさらにズーム動作が行われたかを判定する。ズーム動作が行われた場合は処理をＳ４０７に進めてズーム位置を検出する（Ｓ４０７）。一方、制御部１１５は、ズーム動作が行われていない場合は処理をＳ４０９に進める。

Ｓ４０８において、曲率制御部１０７は、制御部１１５の指示により、撮像素子１０２の曲率を第１の駆動状態の曲率に制御する。即ち、Ｓ４０４における曲率の処理と同様に、Ｓ４０７で検出した変更されたズーム位置に基づいて図５に示す応力を印加して、撮像素子１０２の曲率を制御する。

Ｓ４０９において、制御部１１５は、トリガスイッチ１１２がユーザによって操作されたことにより、動画記録を終了させるかを判定する。制御部１１５は、動画記録を終了させる場合、処理をＳ４１０に進め、動画記録を終了させない場合、処理をＳ４０６に再び戻して動画記録を継続し、ズーム位置の監視を行う。

一方、Ｓ４１２では、（即ちＳ４０１にて消費電力が多い駆動状態でないと判定した場合）制御部１１５はＳ４０２と同様にズーム位置を決定し、さらにＳ４１３においてズーム位置を検出する。

Ｓ４１４において、曲率制御部１０７は、制御部１１５の指示により、撮像素子１０２の曲率を消費電力の少ない駆動状態（第２の駆動状態）用の曲率に制御する。具体的には、Ｓ４１３で検出したズーム位置（又は焦点距離）と、図５に示すに駆動状態に基づいて、応力を撮像素子１０２に印加する。図５（ａ）の例では、曲率制御部１０７は、現在の駆動状態が消費電力の少ない駆動状態であるため、例えばズーム位置が「ワイド」である場合、応力「Ａ」を印加して撮像素子１０２の撮像面の曲率を制御する。この曲率は、例えばそのズーム位置の像面湾曲収差を最小にするような曲率である。

以降のＳ４１５〜Ｓ４１９の処理は、第２の駆動状態の曲率に制御するＳ４１８を除いて、上述したＳ４０６〜Ｓ４０９の処理と同等であるため、Ｓ４１８を除いて説明を省略する。

Ｓ４１８において、曲率制御部１０７は、制御部１１５の指示により、撮像素子１０２の曲率を第２の駆動状態の曲率に制御する。即ち、Ｓ４１４における曲率の処理と同様に、Ｓ４１７で検出した変更されたズーム位置に基づいて、図５に示す応力を印加して撮像素子１０２の曲率を制御する。

最後にＳ４１０において、曲率制御部１０７は、制御部１１５の指示により、撮像素子１０２に印加していた応力を解除して本処理に係る一連の動作を終了する。

なお、静止画撮影のライブビュー表示を行う場合には、撮像素子１０２の曲率制御処理を行わないようにすることができる。このようにすれば、画像が記録に残らない状態では撮像面に印加する応力を解除して消費電力の低減を優先することが可能になる。

ここで、上述したデジタルカメラ１００の動作状態について、図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照してより具体的に説明する。上述したように、各図は、各駆動状態における撮像光学系１０１のズーム位置（又は焦点距離）と印加する応力の関係を示している。

デジタルカメラ１００の駆動状態として、光学ファインダ１０６を使用する場合とモニタ部１０５を使用する場合（図５（ａ））、動画のフレームレートが高い場合と低い場合（図５（ｂ））、モニタ部１０５の輝度が低い場合と高い場合（図５（ｃ））がある。

図５（ｂ）の例では、制御部１１５は、記録モード設定スイッチ１１４により高いフレームレートが設定されている場合、消費電力の多い駆動状態であると判定し、低いフレームレートが設定されている場合には、消費電力の少ない駆動状態であると判定する。さらに図５（ｃ）の例では、制御部１１５は、モニタ部１０５を構成するバックライトの輝度調整機能（不図示）にて輝度が高く設定されている場合、消費電力の多い駆動状態であると判定する。一方、輝度を低く設定している場合には、消費電力の少ない駆動状態であると判定する。

なお、図５（ａ）〜図（ｃ）において、応力Ａ〜Ｃ及び応力ａ〜ｃは撮像素子１０２を湾曲させるために印加する応力を示し、これらの応力は実施形態１と同様に（式１）〜（式５）の関係を満たしている。

なお、Ｓ４１４及びＳ４１８における第２の駆動状態用の曲率とＳ２１４における静止画撮影用の曲率とを同じ曲率にしてもよい。このようにすれば、消費電力が少ない場合の動画撮影において、静止画撮影の場合と同様に像面湾曲収差を最小化した画像を撮影することができる。

また、本実施形態の説明では、動画記録中に駆動状態に応じた曲率制御を適用する例を説明したが、静止画撮影モードにおける撮影待機時に駆動状態に応じた曲率制御を適用してもよい。このようにしても、同様に消費電力の低減効果が得られる。特に、ライブビュー表示を行う場合には動画記録の場合と同様に撮像素子１０２は随時画像データの生成を行うため、動画記録の際と同様の効果が得られる。さらに、撮像センサの破壊を防ぐために撮像センサの湾曲量を検出する手段を設けて、所定以上の曲率にならないように曲率の制御に制限を加えてもよい。

以上説明したように本実施形態では、動画の撮影を行う場合であっても、デジタルカメラ１００の駆動状態に応じて撮像面の曲率を制御するようにした。当該駆動状態が消費電力が多い駆動状態である場合、像面湾曲収差を低下させる（最小にする）曲率より小さな曲率に制御するようにした。また、駆動状態が消費電力が少ない駆動状態である場合、消費電力が多い駆動状態の場合より曲率が大きくなるように制御するようにした。このようにすることで、消費電力が多い駆動状態では消費電力の低減を行える一方で、消費電力が少ない駆動モードでは像面湾曲収差の影響を低減し画質の改善を図ることができる。

（その他の実施形態）
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。

１０１…撮像光学系、１０２…撮像素子、１０５…モニタ部、１０６…光学ファインダ、１０７…曲率制御部、１０８…撮像光学系駆動部、１１５…制御部、１１０…撮影モード切替スイッチ、１１１…ズームスイッチ

Claims (12)

1. 撮像面が湾曲可能に構成された撮像手段と、
   前記撮像手段の撮像面を湾曲させる駆動手段と、
   動画モード及び静止画モードのいずれかを含む撮影モードに応じて、前記撮像面の曲率が、撮像光学系の焦点距離において生じる像面湾曲収差を低下させる第１の曲率、又は、前記第１の曲率より曲率の小さい第２の曲率になるように前記駆動手段を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記撮影モードが動画モードである場合に、前記撮像面の曲率が前記第２の曲率になるように制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１の曲率は、前記撮像光学系の焦点距離において生じる像面湾曲収差を最小にする曲率である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記撮像装置の駆動状態を判定する判定手段をさらに有し、
   前記制御手段は、さらに前記判定手段により判定された前記駆動状態に応じて、前記撮像面の曲率を制御する、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. 前記制御手段は、前記撮影モード、及び撮像光学系の焦点距離及び前記撮像装置の駆動状態に応じて、前記撮像面の曲率が、前記撮像光学系の焦点距離において生じる像面湾曲収差を低下させる第１の曲率、又は、前記第１の曲率より曲率の小さい第２の曲率になるように制御する、ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記判定手段は、前記撮像装置の駆動状態として、前記撮像手段の出力を表示するモニタの使用を判定し、
   前記制御手段は、前記撮影モードが動画モードであって、前記モニタが使用されている場合、前記撮像面の曲率が前記第２の曲率になるように制御する、ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記撮像手段は、前記撮像手段の出力を第１のフレームレートと、前記第１のフレームレートより低い第２のフレームレートの少なくともいずれかで出力し、
   前記判定手段は、前記撮像装置の駆動状態として、前記撮像手段がいずれのフレームレートで出力するかを判定し、
   前記制御手段は、前記撮影モードが動画モードであって、前記撮像手段が前記第１のフレームレートで出力する場合、前記撮像面の曲率が前記第２の曲率になるように制御する、ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
8. 前記判定手段は、前記撮像装置の駆動状態として、前記撮像手段の出力を表示する輝度が、第１の輝度または前記第１の輝度より低い第２の輝度のいずれであるかを判定し、
   前記制御手段は、前記撮影モードが動画モードであって、前記表示する輝度が前記第１の輝度である場合、前記撮像面の曲率が前記第２の曲率になるように制御する、ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
9. 前記制御手段は、前記撮影モードが静止画モードである場合、前記撮像面の曲率が、前記撮像光学系の焦点距離において生じる像面湾曲収差を最小にする曲率になるように制御する、ことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記制御手段は、
    前記撮影モードが静止画モードである場合、前記撮像面の曲率が、前記撮像光学系の焦点距離において生じる像面湾曲収差を最小にする曲率になるように制御し、
    前記撮影モードが動画モードである場合、前記撮像面の曲率が、前記撮影モードが静止画モードである場合に制御される曲率より小さな曲率になるように制御する、ことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
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、
    駆動手段が、前記撮像素子の撮像面を湾曲させる駆動工程と、
    制御手段が、動画モード及び静止画モードのいずれかを含む撮影モードに応じて、前記撮像面の曲率が、撮像光学系の焦点距離において生じる像面湾曲収差を低下させる第１の曲率、又は、前記第１の曲率より曲率の小さい第２の曲率になるように前記駆動手段を制御する制御工程と、
    を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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各工程を実行させるためのプログラム。

Images