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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023067973
(43)【公開日】2023-05-16
(54)【発明の名称】交換レンズ
(51)【国際特許分類】
G03B 17/14 20210101AFI20230509BHJP
H04N 23/66 20230101ALI20230509BHJP
【ＦＩ】
G03B17/14
H04N23/66
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023033776
(22)【出願日】2023-03-06
(62)【分割の表示】P 2018141601の分割
【原出願日】2018-07-27
(71)【出願人】
【識別番号】000004112
【氏名又は名称】株式会社ニコン
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(72)【発明者】
【氏名】村田 司
(57)【要約】
【課題】カメラボディに倍率色収差に関する情報を送信する交換レンズを提供する。
【解決手段】交換レンズは、カメラボディに装着可能な交換レンズであって、撮影距離及び焦点距離の少なくとも一方を用いて近似された、光学系の倍率色収差を表す関数の係数に関する情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記係数に関する情報を前記カメラボディに送信する送信部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】交換レンズは、カメラボディに装着可能な交換レンズであって、撮影距離及び焦点距離の少なくとも一方を用いて近似された、光学系の倍率色収差を表す関数の係数に関する情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記係数に関する情報を前記カメラボディに送信する送信部と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カメラボディに装着可能な交換レンズであって、
撮影距離及び焦点距離の少なくとも一方を用いて近似された、光学系の倍率色収差を表す関数の係数に関する情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記係数に関する情報を前記カメラボディに送信する送信部と、
を備える交換レンズ。
撮影距離及び焦点距離の少なくとも一方を用いて近似された、光学系の倍率色収差を表す関数の係数に関する情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記係数に関する情報を前記カメラボディに送信する送信部と、
を備える交換レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、交換レンズに関する。
【背景技術】
【0002】
画像データから倍率色収差による色ずれを検出して、色ずれを補正する撮像装置が知られている（特許文献１）。しかし、絵柄によって画像データから色ずれを検出できない場合や誤検出が生じて補正が正しく行われず、画像の画質が低下する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－２３５３２号公報
【発明の概要】
【0004】
本発明の第１の態様によると、交換レンズは、カメラボディに装着可能な交換レンズであって、撮影距離及び焦点距離の少なくとも一方を用いて近似された、光学系の倍率色収差を表す関数の係数に関する情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記係数に関する情報を前記カメラボディに送信する送信部と、を備える交換レンズ。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【図1】第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図2】倍率色収差によって生じる色ずれ量の一例を示す図である。
【図3】倍率色収差を表す関数の一例を示す図である。
【図4】倍率色収差を表す関数の係数を示す表である。
【図5】倍率色収差を表す関数の係数を示す表である。
【図6】倍率色収差を表す関数の係数を近似する曲面を模式的に示す図である。
【図7】第１の実施の形態に係る撮像装置の動作例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0006】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る撮像装置の一例であるカメラ１の構成例を示す図である。カメラ１は、カメラボディ２と取り付け可能なアクセサリである交換レンズ３とにより構成される。
図１は、第１の実施の形態に係る撮像装置の一例であるカメラ１の構成例を示す図である。カメラ１は、カメラボディ２と取り付け可能なアクセサリである交換レンズ３とにより構成される。
【0007】
カメラボディ２には、交換レンズ３が取り付けられるボディ側マウント部２０１が設けられる。交換レンズ３には、カメラボディ２に取り付けられるレンズ側マウント部３０１が設けられる。レンズ側マウント部３０１及びボディ側マウント部２０１には、それぞれレンズ側接続部３０２、ボディ側接続部２０２が設けられる。レンズ側接続部３０２及びボディ側接続部２０２には、それぞれクロック信号用の端子やデータ信号用の端子、電源供給用の端子等の複数の端子が設けられている。交換レンズ３は、レンズ側マウント部３０１により、カメラボディ２のボディ側マウント部２０１に着脱可能に装着される。なお、カメラ１は、カメラボディ２とレンズ部３とが一体的に構成されたカメラ（レンズ固定式カメラ）であってもよい。
【0008】
カメラボディ２に交換レンズ３が装着されると、ボディ側接続部２０２に設けられた端子とレンズ側接続部３０２に設けられた端子とが電気的に接続される。これにより、カメラボディ２から交換レンズ３への電力供給や、カメラボディ２及び交換レンズ３間の通信が可能となる。
【0009】
交換レンズ３は、撮影光学系（結像光学系）３１と、レンズ制御部３２と、レンズメモリ３３とを備える。交換レンズ３は、例えばズームレンズである。撮影光学系３１は、焦点距離を変更するレンズ（変倍レンズ）３１ａやフォーカスレンズ（焦点調節レンズ）３１ｂを含む複数のレンズと絞り３１ｃとを含み、撮像素子２１の撮像面上に被写体像を結像する。
【0010】
レンズ制御部３２は、ＣＰＵやＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等のプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリによって構成され、制御プログラムに基づいて交換レンズ３の各部を制御する。レンズ制御部３２は、カメラボディ２のボディ制御部２２からボディ側接続部２０２とレンズ側接続部３０２とを介して入力される信号に基づいて、レンズ３１ａ、フォーカスレンズ３１ｂ、及び絞り３１ｃを駆動制御する。
【0011】
例えば、レンズ制御部３２は、ボディ制御部２２からフォーカスレンズ３１ｂの移動方向や移動量、移動速度などを示す信号が入力されると、その信号に基づいてフォーカスレンズ３１ｂを光軸Ｌ方向に進退移動させて、撮影光学系３１による被写体像の結像位置を変化させる。また、レンズ制御部３２は、カメラボディ２のボディ制御部２２から出力される信号に基づき、レンズ３１ａの位置や絞り３１ｃの開口径を制御する。
【0012】
レンズメモリ３３は、例えば、不揮発性の記憶媒体等により構成される。レンズメモリ３３には、交換レンズ３に関連する情報が記憶される。本実施の形態では、レンズメモリ３３には、撮影光学系３１の倍率色収差を表す関数の係数に関する情報が、倍率色収差情報として記憶される。レンズメモリ３３へのデータの書き込みや、レンズメモリ３３からのデータの読み出しは、レンズ制御部３２によって制御される。なお、倍率色収差情報は、レンズ制御部３２の内部のメモリに記憶するようにしてもよいし、後述するボディメモリ２３（又はボディ制御部２２の内部のメモリ）に記憶してもよい。
【0013】
カメラボディ２に交換レンズ３が装着された後、レンズ制御部３２は、レンズ側接続部３０２及びボディ側接続部２０２を介して、倍率色収差情報をボディ制御部２２に送信する。即ち、レンズ制御部３２は、撮影光学系３１の倍率色収差に関する情報をカメラボディ２に送信する送信部として機能し、ボディ制御部２２は、撮影光学系３１の倍率色収差に関する情報を交換レンズ３から受信する受信部として機能する。また、レンズ制御部３２は、制御したレンズ３１ａの位置情報（焦点距離情報）や、制御したフォーカスレンズ３１ｂの位置情報や、制御した絞り３１ｃの絞り値（Ｆ値）の情報などをボディ制御部２２に送信する。
【0014】
次に、カメラボディ２の構成について説明する。カメラボディ２は、撮像素子２１と、ボディ制御部２２と、ボディメモリ２３と、表示部２４と、操作部２５と、を備える。
【0015】
撮像素子２１は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサである。撮像素子２１は、撮影光学系３１を通過した光束を受光して、被写体像を撮像する。撮像素子２１には、光電変換部を有する複数の画素が二次元状（例えば行方向及び列方向）に配置される。光電変換部は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）によって構成される。撮像素子２１は、受光した光を光電変換して信号を生成する。撮像素子２１により生成された信号は、画像データ（画像信号）として、撮像素子２１からボディ制御部２２に出力される。
【0016】
ボディメモリ２３は、例えば、不揮発性の記憶媒体等により構成される。ボディメモリ２３には、画像データ等が記録される。ボディメモリ２３へのデータの書き込みや、ボディメモリ２３からのデータの読み出しは、ボディ制御部２２によって制御される。表示部２４は、画像データに基づく画像、シャッター速度や絞り値等の撮影に関する情報、及びメニュー画面等を表示する。操作部２５は、レリーズボタン、電源スイッチ、各種モードを切り替えるためのスイッチなどの各種設定スイッチ等を含み、それぞれの操作に応じた操作信号をボディ制御部２２へ出力する。
【0017】
ボディ制御部２２は、ＣＰＵやＦＰＧＡなどのプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリによって構成され、制御プログラムに基づいてカメラ１の各部を制御する。ボディ制御部２２は、レンズ３１ａやフォーカスレンズ３１ｂ、絞り３１ｃの駆動を制御する信号を生成し、生成した信号をレンズ制御部３２に出力する。また、ボディ制御部２２は、撮像素子２１から出力された画像データに対して画像処理を施す。画像処理には、例えば、階調変換処理、色補間処理、輪郭強調処理等の公知の画像処理が含まれる。
【0018】
本実施の形態によるボディ制御部２２は、上述した倍率色収差情報を用いて撮像素子２１から出力された画像データに対して補正処理を行い、倍率色収差による色ずれが低減された画像データを生成する。以下に、倍率色収差による色ずれを補正する際に用いられる倍率色収差情報について説明する。
【0019】
同一被写体からの光であっても、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）など異なる波長（帯域）の光は、倍率色収差によって撮像素子２１において互いに異なる位置に結像する。被写体からの光が波長に応じて異なる像高に結像するため、Ｒ、Ｇ、Ｂの各々の波長の光による被写体像は、各々の像の大きさが異なる、即ち像の倍率が異なることになる。このため、結像光学系３１による被写体像を撮像して得られる画像データには、結像光学系３１による倍率色収差の影響を受けて色ずれが生じる。
【0020】
図２は、倍率色収差によって生じる色ずれ量の一例を示す図である。図２において、横軸は像高（単位は、例えばｍｍ）であり、縦軸は基準となる色成分とのずれ量（単位は、例えばｍｍ）である。図２に示す例では、画像データの各色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、およびＢ成分）のうちＧ成分を基準としており、波形４１はＧ成分とＲ成分とのずれ量を示し、波形４２はＧ成分とＢ成分とのずれ量を示している。色ずれ量は、例えば図２に示したように、像高が高いほど大きくなる。
【0021】
結像光学系３１の倍率色収差は、結像光学系３１の光軸Ｌからの距離を変数とする関数式で表すことができる。本実施の形態では、倍率色収差の値を、像高の最大像高に対する比である像高比ｒ（＝像高／最高像高）を変数とする関数ＬＣＲ（ｒ）で表す。ここで、最大像高は、撮像素子２１の撮像面において最大となる像高を表す。また、画像データにおいて補正対象となる信号の位置に対応する像高比をｒ０とし、補正対象信号の補正後の位置に対応する像高比をｒ１とする。像高比ｒ０は、撮像素子２１における補正前の画素位置を表し、像高比ｒ１は、撮像素子２１における補正後の画素位置を表す。この場合、色ずれの補正前の像高比ｒ０と補正後の像高比ｒ１との関係は、ＬＣＲ（ｒ）を用いて、以下のように表すことができる。
ｒ０＝ｒ１×（１＋ＬＣＲ（ｒ１）） …（１）
ｒ０＝ｒ１×（１＋ＬＣＲ（ｒ１）） …（１）
【0022】
例えば、画像データの各色成分（Ｒ成分、Ｇ成分、およびＢ成分）のうちＧ成分を基準として、Ｒ成分及びＢ成分の位置補正を行う場合、上記の式（１）の像高比ｒ０は、補正前、つまり撮影されたセンサー（撮像素子２１）上のＲ成分またはＢ成分の信号の位置に対応する像高を示し、像高比ｒ１は、倍率色収差が補正された後のＲ成分またはＢ成分の信号の位置に対応する像高を示す。ＬＣＲ（ｒ）は、互いに異なる色成分の像の位置の比、例えばＧ成分の位置とＲ成分またはＢ成分の位置との比に関する関数であり、色ずれを補正するための変倍量を表すともいえる。関数ＬＣＲ（ｒ）は、倍率色収差による色ずれ量の大きさに応じて変化し、同じ焦点距離と撮影距離でもレンズ種類が異なれば異なる値になる。
【0023】
倍率色収差を表す関数ＬＣＲ（ｒ）は、例えば次式（２）で表すことができる。
ＬＣＲ（ｒ）＝ａ＋ｂｒ２＋ｃｒ３ …（２）
この式（２）において、係数ａは像高比ｒの０次の項の係数であり、係数ｂは像高比ｒの２次の項の係数であり、係数ｃは像高比ｒの３次の項の係数である。像高比ｒを変数とする関数式（２）において、ａは定数項となる。関数ＬＣＲ（ｒ）は、像高比ｒに応じて変化し、例えば図３に示すようになる。係数ａ、ｂ、ｃは、それぞれ撮影光学系３１のレンズ配置に応じて変化する。即ち、倍率色収差による色ずれ量は、光の波長や像高の他に、撮影に使用したレンズのレンズポジション（焦点距離や撮影距離）によっても異なる。ズームレンズの場合は、焦点距離及び撮影距離の両方によって色ずれ量が変化し、単焦点レンズの場合には、撮影距離によって色ずれ量が変化する。
ＬＣＲ（ｒ）＝ａ＋ｂｒ２＋ｃｒ３ …（２）
この式（２）において、係数ａは像高比ｒの０次の項の係数であり、係数ｂは像高比ｒの２次の項の係数であり、係数ｃは像高比ｒの３次の項の係数である。像高比ｒを変数とする関数式（２）において、ａは定数項となる。関数ＬＣＲ（ｒ）は、像高比ｒに応じて変化し、例えば図３に示すようになる。係数ａ、ｂ、ｃは、それぞれ撮影光学系３１のレンズ配置に応じて変化する。即ち、倍率色収差による色ずれ量は、光の波長や像高の他に、撮影に使用したレンズのレンズポジション（焦点距離や撮影距離）によっても異なる。ズームレンズの場合は、焦点距離及び撮影距離の両方によって色ずれ量が変化し、単焦点レンズの場合には、撮影距離によって色ずれ量が変化する。
【0024】
焦点距離や撮影距離を変化させた場合の係数ａ、ｂ、ｃは変化するが、撮影に使用するレンズの設計データを用いたシミュレーションや実際のレンズを用いた実験等を行うことで、予め求めることができる。本発明者は、シミュレーション等を行った結果、上述した式（１）と（２）を用いて補正する事で、像高比ｒの０次の項、２次の項、３次の項のという少ない項数の近似式で、倍率色収差に起因する色ずれを精度良く補正することができることを見出した。以下では、一例として、焦点距離ｆ、撮影距離ｄをそれぞれ５通りずつ変化させ、２５通りの係数ａ、ｂ、ｃを設計データを用いたシミュレーションで取得した場合について説明する。
【0025】
図４は、第１の実施の形態に係るカメラ１における倍率色収差を表す関数の係数を示す表である。図４は、焦点距離をｆ１からｆ５までの５通り変化させ、撮影距離をｄ１からｄ５までの５通り変化させた場合の係数ａ、ｂ、ｃを示している。例えば、焦点距離がｆ１、撮影距離がｄ１の場合には、係数ａ、ｂ、ｃは、それぞれａ１１、ｂ１１、ｃ１１となる。係数ａ（ａ１１～ａ５５）、係数ｂ（ｂ１１～ｂ５５）、及び係数ｃ（ｃ１１～ｃ５５）のうちの係数ａのみを図示すると、図５に示すようになる。
【0026】
図５において、例えば、撮影距離がｄ１の場合の係数ａ１１、ａ１２、ａ１３、ａ１４、ａ１５を参照することで、撮影距離がｄ１の場合の焦点距離ｆによる係数ａの変化を把握することができる。このため、これらの係数ａ１１、ａ１２、ａ１３、ａ１４、ａ１５を用いて演算を行うことで、撮影距離がｄ１の場合に焦点距離ｆに応じて変化する係数ａを曲線で近似することができる。例えば、焦点距離ｆに依存して変化する係数ａを表す関数ａ（ｆ）は、次式（３）で表される。
・・・（３）
なお、式（３）において、ｆｒはレンズに固有の最短焦点距離であり、ａ（ｆ）は最短焦点距離ｆｒの焦点距離ｆに対する比（ｆｒ／ｆ）を変数とする関数となる。（ｆｒ／ｆ）は、正規化された値となり、１以下の値を取り得る。
【数1】
なお、式（３）において、ｆｒはレンズに固有の最短焦点距離であり、ａ（ｆ）は最短焦点距離ｆｒの焦点距離ｆに対する比（ｆｒ／ｆ）を変数とする関数となる。（ｆｒ／ｆ）は、正規化された値となり、１以下の値を取り得る。
【0027】
また、例えば、焦点距離がｆ１の場合の係数ａ１１、ａ２１、ａ３１、ａ４１、ａ５１を参照することで、焦点距離がｆ１のときに撮影距離ｄを変化させた場合の係数ａの変化を把握することができる。このため、これらの係数ａ１１、ａ２１、ａ３１、ａ４１、ａ５１を用いて演算を行うことで、焦点距離がｆ１の場合に撮影距離ｄに応じて変化する係数ａを曲線で近似することができる。例えば、撮影距離ｄに依存して変化する係数ａを表す関数ａ（ｄ）は、次式（４）で表される。
・・・（４）
なお、式（４）において、ｄｒは交換レンズ（ズームレンズ）３の最短撮影距離であり、ａ（ｄ）は最短撮影距離ｄｒの撮影距離ｄに対する比（ｄｒ／ｄ）を変数とする関数となる。（ｄｒ／ｄ）は、正規化された値となり、０から１の値を取り得る。
【数2】
なお、式（４）において、ｄｒは交換レンズ（ズームレンズ）３の最短撮影距離であり、ａ（ｄ）は最短撮影距離ｄｒの撮影距離ｄに対する比（ｄｒ／ｄ）を変数とする関数となる。（ｄｒ／ｄ）は、正規化された値となり、０から１の値を取り得る。
【0028】
更に、上述した方法を拡張すると、図５に示した係数ａの２５個のデータ（係数ａ１１～係数ａ５５）を用いて演算することで、焦点距離及び撮影距離のそれぞれに応じて変化する係数ａを曲面で近似することができる。例えば、焦点距離ｆ及び撮影距離ｄに応じて変化する係数ａを表す関数ａ（ｆ,ｄ）は、次式（５）で表される。
・・・（５）
【数3】
【0029】
この式（５）は、上記の式（３）及び式（４）を組み合わせてできる１２個の項からなる。式（５）を用いることで、図６に示す例のように、係数ａを曲面で近似することができる。即ち、式（５）は、係数ａを推定する近似モデルである。式（５）中の１２個の係数（Ａ００～Ａ３２）は、図５に示す２５個の係数ａ１１～ａ５５に基づいて算出される。具体的には、２５個の係数ａ１１～ａ５５との誤差が小さくなるように、式（５）中の係数（Ａ００～Ａ３２）をフィッティングすることにより、式（５）中の１２個の係数Ａ００～Ａ３２の値が選定される。
【0030】
【0031】
また、撮影距離ｄに応じて変化する係数ｂを表す関数ｂ（ｄ）は、例えば、係数ｂ１１～ｂ５１を用いて演算を行うことで、次式（７）で表される。
・・・（７）
【数5】
【0032】
更に、係数ｂの２５個のデータ（係数ｂ１１～係数ｂ５５）を用いて演算することにより、焦点距離ｆ及び撮影距離ｄに応じて変化する係数ｂを表す関数ｂ（ｆ,ｄ）は、次式（８）で表される。
・・・（８）
【数6】
【0033】
【0034】
撮影距離ｄに応じて変化する係数ｃを表す関数ｃ（ｄ）は、例えば、係数ｃ１１～ｃ５１を用いて演算を行うことで、次式（１０）で表される。
・・・（１０）
【数8】
【0035】
更に、係数ｃの２５個のデータ（係数ｃ１１～係数ｃ５５）を用いて演算することにより、焦点距離ｆ及び撮影距離ｄに応じて変化する係数ｃを表す関数ｃ（ｆ,ｄ）は、次式（１１）で表される。
・・・（１１）
【数9】
【0036】
上述のように、係数ａを近似する１２個の係数Ａ００～Ａ３２、係数ｂを近似する１２個の係数Ｂ００～Ｂ３２、及び係数ｃを近似する１２個の係数Ｃ００～Ｃ３２の合計３６個の係数（近似係数）が算出される。これら近似係数の情報は、上述した倍率色収差情報として、交換レンズ３のレンズメモリ３３に記憶される。即ち、レンズメモリ３３には、撮影光学系３１の倍率色収差を表す関数式（２）の係数ａ、ｂ、ｃに関する倍率色収差情報が記憶される。
【0037】
また、色ずれ量は倍率色収差のみに起因するのではなく、球面収差、その他の色収差の影響もある為、絞り３１ｃの絞り値によっても異なる。そこで、上記の３６個の近似係数（係数Ａ００～Ａ３２、Ｂ００～Ｂ３２、Ｃ００～Ｃ３２）が複数の絞り値について算出されて、レンズメモリ３３に記憶される。例えば、レンズメモリ３３には、第１の絞り値の場合の３６個の近似係数に関する情報と、第２の絞り値の場合の３６個の近似係数に関する情報とが記憶される。なお、３６個の近似係数を絞り段数分だけ算出して、レンズメモリ３３に予め記憶するようにしてもよい。
【0038】
また、本実施の形態では、Ｇ成分とＲ成分との色ずれ、及びＧ成分とＢ成分との色ずれの各々を補正するために、Ｇ成分とＲ成分との色ずれ量を推定するための近似係数の情報と、Ｇ成分とＢ成分との色ずれ量を推定するための近似係数の情報がレンズメモリ３３にそれぞれ記憶される。
【0039】
レンズメモリ３３に記憶された倍率色収差情報は、任意のタイミング、例えば交換レンズ３がカメラボディ２に装着された後の初期通信において、交換レンズ３からカメラボディ２に送信される。また、上述した式（１）、（２）の情報は、ボディ制御部２２の内部のメモリに記憶されている。
【0040】
ボディ制御部２２は、上述した式（２）と交換レンズ３から送信される倍率色収差情報と撮影時のレンズポジション情報に基づいてＬＣＲ（ｒ）を算出する。また、ボディ制御部２２は、上述した式（１）及び算出したＬＣＲ（ｒ）を用いて倍率色収差による色ずれ量を算出し、算出した色ずれ量に基づいて画像データを補正する。具体的には、ボディ制御部２２は、倍率色収差がない撮像光学系３１で撮像された場合の各画素の画像データとなるように画像データを補正する処理を行う。例えば、ボディ制御部２２は、算出した色ずれ量に基づいて、画像データの座標を変換する処理を行う。より具体的には、ボディ制御部２２は、Ｇ成分とＲ成分とのずれ量が減少するようにＲ成分の信号をシフトさせ、Ｇ成分とＢ成分とのずれ量が減少するようにＢ成分の信号をシフトさせる補正処理を行う。これにより、ボディ制御部２２は、倍率色収差による色ずれが低減された画像データを生成することができる。
【0041】
【0042】
ステップＳ１００において、カメラボディ２のボディ制御部２２は、例えば電源がオンされた後に、倍率色収差情報の送信を要求する信号を交換レンズ３に送信する。ステップＳ２００において、交換レンズ３のレンズ制御部３２は、カメラボディ２から倍率色収差情報の要求信号を受信する。
【0043】
ステップＳ２１０において、レンズ制御部３２は、レンズメモリ３３等に記憶された倍率色収差情報をカメラボディ２に送信する。即ち、レンズ制御部３２は、上述したように、複数の絞り値について取得された近似係数（係数Ａ００～Ａ３２、Ｂ００～Ｂ３２、Ｃ００～Ｃ３２）の情報を、カメラボディ２に送信する。ステップＳ１１０において、ボディ制御部２２は、交換レンズ３から近似係数の情報を受信して、ボディ制御部２２の内部のメモリ等に記憶させる。
【0044】
ステップＳ１２０では、ボディ制御部２２は、操作部２５によるレリーズ操作が行われると、撮像素子２１に被写体像を撮像させて、画像データを出力させる。また、レンズ制御部３２は、ステップＳ２２０において、レリース時点の撮影光学系３１の状態に関する情報（状態情報）をカメラボディ２に送信する。この状態情報には、例えば、焦点距離の情報、撮影距離の情報、絞り値の情報が含まれる。具体的には、レンズ制御部３２は、焦点距離及び撮影距離の情報として、それぞれ上述した正規化された値（ｆｒ／ｆ）、（ｄｒ／ｄ）、絞り段数をカメラボディ２に送信する。この状態情報は、周期的に、又はその値が変化する毎に、繰り返しカメラボディ２に送信されても良い。
【0045】
ステップＳ１３０では、ボディ制御部２２は、送信された状態情報及び近似係数の情報に基づいて、撮像時の絞り値の場合の近似係数を参照して、上述した式（５）の関数ａ（ｆ，ｄ）、式（８）の関数ｂ（ｆ，ｄ）、式（１１）の関数ｃ（ｆ，ｄ）を把握する。また、ボディ制御部２２は、これらの式（５）、（８）、（１１）に、撮像時の焦点距離ｆ及び撮影距離ｄを代入して、係数ａ、ｂ、ｃを算出する。また、算出された係数ａ、ｂ、ｃが上述した式（２）に代入されて、関数ＬＣＲ（ｒ）が決定される。
【0046】
ステップＳ１４０では、ボディ制御部２２は、関数ＬＣＲ（ｒ）と像高比ｒとに基づいて、撮像素子２１から出力された画像データに対して、上述したように色ずれの補正処理を行う。このようにして、本実施の形態に係るボディ制御部２２は、倍率色収差による色ずれが低減された画像データを生成する。
【0047】
上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）交換レンズ３は、カメラボディ２に装着可能な交換レンズ３であって、撮影距離及び焦点距離の少なくとも一方を用いて近似された、光学系３１の倍率色収差を表す関数ＬＣＲ（ｒ）の係数に関する情報（近似係数の情報）を記憶する記憶部（例えばレンズメモリ３３）と、記憶部に記憶された係数に関する情報をカメラボディ２に送信する送信部（レンズ制御部３２）と、を備える。このようにしたので、カメラボディ２は、交換レンズ３から送信された近似係数の情報を参照することで、離散的ではない全てのレンズポジションにおける倍率色収差による色ずれ量を把握し、倍率色収差による色ずれが低減された画像データを生成することができる。この結果、画像の画質低下を抑制することができる。
（１）交換レンズ３は、カメラボディ２に装着可能な交換レンズ３であって、撮影距離及び焦点距離の少なくとも一方を用いて近似された、光学系３１の倍率色収差を表す関数ＬＣＲ（ｒ）の係数に関する情報（近似係数の情報）を記憶する記憶部（例えばレンズメモリ３３）と、記憶部に記憶された係数に関する情報をカメラボディ２に送信する送信部（レンズ制御部３２）と、を備える。このようにしたので、カメラボディ２は、交換レンズ３から送信された近似係数の情報を参照することで、離散的ではない全てのレンズポジションにおける倍率色収差による色ずれ量を把握し、倍率色収差による色ずれが低減された画像データを生成することができる。この結果、画像の画質低下を抑制することができる。
【0048】
（２）関数ＬＣＲ（ｒ）は、像高の最大像高に対する比である像高比ｒを変数とする。本実施の形態では、倍率色収差による色ずれ量が像高比ｒの関数式ＬＣＡ（ｒ）を用いて表される。このため、撮像素子２１固有の情報である画素ピッチ（画素の間隔）に依存しない情報で色ずれ量を表すことができ、このＬＣＡ（ｒ）を用いることによって補正処理を効率的に行うことが可能となる。
【0049】
（３）関数ＬＣＲ（ｒ）は、像高比ｒの３次の項と、像高比ｒの２次の項と、定数項とで、互いに異なる色成分の像の位置の比を表す。記憶部は、係数に関する情報として、３次の項の係数と、２次の項の係数と、定数項の定数とを記憶する。本実施の形態では、関数ＬＣＲ（ｒ）は、像高比ｒの３次の項、２次の項、０次の項からなる。このようにしたので、倍率色収差による色ずれ量を少ない項数で高精度に表すことができる。また、レンズメモリ３３には、これら３つの項の係数ａ、ｂ、ｃを近似する近似係数（係数Ａ００～Ａ３２、Ｂ００～Ｂ３２、Ｃ００～Ｃ３２）の情報が記憶される。このため、レンズメモリ３３に記憶されるデータ量を削減できる。また、色ずれの補正処理を行う際の演算量を低減することができる。
【0050】
（４）関数ＬＣＲ（ｒ）の係数ａ、ｂ、ｃは、最短焦点距離ｆｒの焦点距離ｆに対する比（ｆｒ／ｆ）、及び最短撮影距離ｄｒの撮影距離ｄに対する比（ｄｒ／ｄ）を変数とする関数で近似した係数である。本実施の形態では、交換レンズ３は、焦点距離及び撮影距離の情報をカメラボディ２に通知する場合には、正規化された値（ｆｒ／ｆ）、（ｄｒ／ｄ）をカメラボディ２に送信する。このため、使用するレンズの焦点距離に影響されない固定のビット長のデータによって、補正に必要なレンズポジション（焦点距離情報及び撮影距離情報）をカメラボディ２に通知することができる。この結果、交換レンズ３からカメラボディ２に送信するデータ量を削減することができる。
【0051】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
【0052】
（変形例１）
上述した実施の形態では、関数ＬＣＲ（ｒ）を３つの項で表す例について説明した。しかし、０次だけの成分からなる１つの項で表しても良いし、２つの項で表してもよいし、または４以上の項で表すようにしてもよい。また、例えば、ＬＣＲ（ｒ）を、像高比ｒの２次の項、１次の項、０次の項の３つの項で表すようにしてもよい。
上述した実施の形態では、関数ＬＣＲ（ｒ）を３つの項で表す例について説明した。しかし、０次だけの成分からなる１つの項で表しても良いし、２つの項で表してもよいし、または４以上の項で表すようにしてもよい。また、例えば、ＬＣＲ（ｒ）を、像高比ｒの２次の項、１次の項、０次の項の３つの項で表すようにしてもよい。
【0053】
（変形例２）
上述した実施の形態では、関数ＬＣＲ（ｒ）の係数ａ、ｂ、ｃは、焦点距離及び撮影距離を変数とする関数で近似する例について説明した。しかし、係数ａ、ｂ、ｃを、焦点距離及び撮影距離のいずれか一方のみを変数とする関数で近似するようにしてもよい。例えば、交換レンズ３が単焦点レンズの場合の場合に、係数ａ、ｂ、ｃを、撮影距離を変数とする関数で表すようにしてもよい。
上述した実施の形態では、関数ＬＣＲ（ｒ）の係数ａ、ｂ、ｃは、焦点距離及び撮影距離を変数とする関数で近似する例について説明した。しかし、係数ａ、ｂ、ｃを、焦点距離及び撮影距離のいずれか一方のみを変数とする関数で近似するようにしてもよい。例えば、交換レンズ３が単焦点レンズの場合の場合に、係数ａ、ｂ、ｃを、撮影距離を変数とする関数で表すようにしてもよい。
【0054】
（変形例３）
上述した実施の形態では、関数ＬＣＲ（ｒ）の係数ａ、ｂ、ｃを、最短焦点距離ｆｒの焦点距離ｆに対する比（ｆｒ／ｆ）、及び最短撮影距離ｄｒの撮影距離ｄに対する比（ｄｒ／ｄ）を変数とする関数で近似する例について説明した。しかし、係数ａ、ｂ、ｃを、焦点距離ｆの逆数や撮影距離ｄの逆数を変数とする関数で近似するようにしてもよい。
上述した実施の形態では、関数ＬＣＲ（ｒ）の係数ａ、ｂ、ｃを、最短焦点距離ｆｒの焦点距離ｆに対する比（ｆｒ／ｆ）、及び最短撮影距離ｄｒの撮影距離ｄに対する比（ｄｒ／ｄ）を変数とする関数で近似する例について説明した。しかし、係数ａ、ｂ、ｃを、焦点距離ｆの逆数や撮影距離ｄの逆数を変数とする関数で近似するようにしてもよい。
【0055】
（変形例４）
上述した実施の形態では、交換レンズ３のレンズ制御部３２は、焦点距離及び撮影距離の情報として、それぞれ正規化された値（ｆｒ／ｆ）、（ｄｒ／ｄ）をカメラボディ２に送信する。レンズ制御部３２は、（ｆｒ／ｆ）の代わりに、焦点距離の情報として次式（１２）で表される整数の情報（ｆｉｎｆｏ）をカメラボディ２に送信してもよい。また、レンズ制御部３２は、（ｄｒ／ｄ）の代わりに、撮影距離の情報として次式（１３）で表される整数の情報（ｄｉｎｆｏ）をカメラボディ２に送信してもよい。この場合、（ｆｒ／ｆ）と（ｄｒ／ｄ）をそれぞれｎビットの固定長情報として制限しつつ、収差補正に適した情報量にすることができる。なお、（ｆｉｎｆｏ）と（ｄｉｎｆｏ）のビット深度を変えてもよい。
ｆｉｎｆｏ≡ｉｎｔ｛２ｎ×（ｆｒ／ｆ）｝ …（１２）
ｄｉｎｆｏ≡ｉｎｔ｛２ｎ×（ｄｒ／ｄ）｝ …（１３）
上述した実施の形態では、交換レンズ３のレンズ制御部３２は、焦点距離及び撮影距離の情報として、それぞれ正規化された値（ｆｒ／ｆ）、（ｄｒ／ｄ）をカメラボディ２に送信する。レンズ制御部３２は、（ｆｒ／ｆ）の代わりに、焦点距離の情報として次式（１２）で表される整数の情報（ｆｉｎｆｏ）をカメラボディ２に送信してもよい。また、レンズ制御部３２は、（ｄｒ／ｄ）の代わりに、撮影距離の情報として次式（１３）で表される整数の情報（ｄｉｎｆｏ）をカメラボディ２に送信してもよい。この場合、（ｆｒ／ｆ）と（ｄｒ／ｄ）をそれぞれｎビットの固定長情報として制限しつつ、収差補正に適した情報量にすることができる。なお、（ｆｉｎｆｏ）と（ｄｉｎｆｏ）のビット深度を変えてもよい。
ｆｉｎｆｏ≡ｉｎｔ｛２ｎ×（ｆｒ／ｆ）｝ …（１２）
ｄｉｎｆｏ≡ｉｎｔ｛２ｎ×（ｄｒ／ｄ）｝ …（１３）
【0056】
（変形例５）
図７に示したフローチャートでは、ステップＳ２１０において、交換レンズ３は、複数の絞り値について取得された近似係数の情報を全て、カメラボディ２に送信した。しかし、この代わりに、交換レンズ３は、撮影時の絞り値に関連する近似係数だけをカメラボディ２に送信するようにしてもよい。
図７に示したフローチャートでは、ステップＳ２１０において、交換レンズ３は、複数の絞り値について取得された近似係数の情報を全て、カメラボディ２に送信した。しかし、この代わりに、交換レンズ３は、撮影時の絞り値に関連する近似係数だけをカメラボディ２に送信するようにしてもよい。
【0057】
（変形例６）
図７に示したフローチャートでは、ステップＳ２１０において、交換レンズ３は、近似係数の情報を全てをカメラボディ２に送信した。しかし、この代わりに、交換レンズ３で近似係数とレンズポジションｆ、ｄ、絞り段数を用いて、撮影時の倍率収差補正係数ａ、ｂ、ｃを算出し、補正係数ａ、ｂ、ｃをカメラボディ２に送信するようにしても良い。
図７に示したフローチャートでは、ステップＳ２１０において、交換レンズ３は、近似係数の情報を全てをカメラボディ２に送信した。しかし、この代わりに、交換レンズ３で近似係数とレンズポジションｆ、ｄ、絞り段数を用いて、撮影時の倍率収差補正係数ａ、ｂ、ｃを算出し、補正係数ａ、ｂ、ｃをカメラボディ２に送信するようにしても良い。
【0058】
（変形例７）
上述した実施の形態では、倍率色収差による色ずれを補正する例について説明した。本変形例では、光軸中心と比較して周辺において光量が低下することに起因する画像信号（画像データ）の信号値（画素値）の低下を補正する。光量低下（減光）による画素値の低下を補正する際に用いられる値（周辺光量補正量）を表す関数Ｖｉｇ（ｒ）は、例えば次式（１４）で表すことができる。
Ｖｉｇ（ｒ）＝ａｒ２＋ｂｒ４＋ｃｒ６ …（１４）
Ｖｉｇ（ｒ）は、光軸中心における光量と像高比ｒの位置における光量との比に関する関数であり、周辺減光による画素値の低下を補正するための補正量を表す。この式（１４）において、係数ａは像高比ｒの２次の項の係数であり、係数ｂは像高比ｒの４次の項の係数であり、係数ｃは像高比ｒの６次の項の係数である。係数ａ、ｂ、ｃは、それぞれ撮影光学系３１の焦点距離、撮影距離、絞り段数に応じて変化する。
上述した実施の形態では、倍率色収差による色ずれを補正する例について説明した。本変形例では、光軸中心と比較して周辺において光量が低下することに起因する画像信号（画像データ）の信号値（画素値）の低下を補正する。光量低下（減光）による画素値の低下を補正する際に用いられる値（周辺光量補正量）を表す関数Ｖｉｇ（ｒ）は、例えば次式（１４）で表すことができる。
Ｖｉｇ（ｒ）＝ａｒ２＋ｂｒ４＋ｃｒ６ …（１４）
Ｖｉｇ（ｒ）は、光軸中心における光量と像高比ｒの位置における光量との比に関する関数であり、周辺減光による画素値の低下を補正するための補正量を表す。この式（１４）において、係数ａは像高比ｒの２次の項の係数であり、係数ｂは像高比ｒの４次の項の係数であり、係数ｃは像高比ｒの６次の項の係数である。係数ａ、ｂ、ｃは、それぞれ撮影光学系３１の焦点距離、撮影距離、絞り段数に応じて変化する。
【0059】
上述した実施の形態の場合と同様にして、係数ａ、ｂ、ｃをそれぞれ近似する複数の係数（近似係数）が算出される。これら近似係数の情報は、交換レンズ３のレンズメモリ３３（又はレンズ制御部３２の内部のメモリ）に記憶される。即ち、レンズメモリ３３（又はレンズ制御部３２の内部のメモリ）には、撮影光学系３１の周辺光量補正量を表す関数式（１４）の係数ａ、ｂ、ｃに関する情報が記憶される。
【0060】
ボディ制御部２２は、上述した式（１４）と、交換レンズ３から送信される係数ａ、ｂ、ｃの情報と、画像データにおいて補正対象となる信号の位置に対応する像高比ｒとに基づいて、Ｖｉｇ（ｒ）を算出する。ボディ制御部２２は、算出したＶｉｇ（ｒ）を補正対象となる信号に掛けることで、一様な明るさとなるように画像データを補正することができる。これにより、光量低下による画素値の低下が低減された画像データを得ることができる。
【0061】
（変形例８）
上述の実施の形態及び変形例で説明した撮像装置は、カメラ、スマートフォン、タブレット、ＰＣに内蔵のカメラ、車載カメラ、無人航空機（ドローン、ラジコン機等）に搭載されるカメラ等に適用されてもよい。
上述の実施の形態及び変形例で説明した撮像装置は、カメラ、スマートフォン、タブレット、ＰＣに内蔵のカメラ、車載カメラ、無人航空機（ドローン、ラジコン機等）に搭載されるカメラ等に適用されてもよい。
【0062】
（変形例９）
上述した実施の形態および変形例では、撮像装置で画像データを補正することとしたが、外部機器（コンピュータやタブレット端末、他のカメラ等）で画像データを補正するようにしてもよい。撮像装置と外部機器とから構成されるカメラシステムにおいて、画像データの補正処理を行うようにしてもよい。撮像装置（例えばカメラ１）は、撮影時の係数ａ、ｂ、ｃの情報を画像データと共に記憶する。撮影後、外部機器（例えばコンピュータ）は、撮像装置から取得した画像データ及び係数ａ、ｂ、ｃの情報を用いて、上述のように補正処理を行う。これにより、カメラシステムは、倍率色収差による色ずれや光量低下による画素値の低下が低減された画像データを生成することができる。なお、撮像装置と外部機器との間のデータ通信は、メモリカード等の記憶媒体を用いて行ってもよいし、無線通信や有線通信によって行ってもよい。図７に例示したフローチャートに基づく処理を行うプログラムをコンピュータ（プロセッサ）に実行させることにより、画像処理装置を構成してもよい。プログラムは、記憶媒体や通信回線を介する提供など、種々の形態のコンピュータプログラム製品として供給することができる。
上述した実施の形態および変形例では、撮像装置で画像データを補正することとしたが、外部機器（コンピュータやタブレット端末、他のカメラ等）で画像データを補正するようにしてもよい。撮像装置と外部機器とから構成されるカメラシステムにおいて、画像データの補正処理を行うようにしてもよい。撮像装置（例えばカメラ１）は、撮影時の係数ａ、ｂ、ｃの情報を画像データと共に記憶する。撮影後、外部機器（例えばコンピュータ）は、撮像装置から取得した画像データ及び係数ａ、ｂ、ｃの情報を用いて、上述のように補正処理を行う。これにより、カメラシステムは、倍率色収差による色ずれや光量低下による画素値の低下が低減された画像データを生成することができる。なお、撮像装置と外部機器との間のデータ通信は、メモリカード等の記憶媒体を用いて行ってもよいし、無線通信や有線通信によって行ってもよい。図７に例示したフローチャートに基づく処理を行うプログラムをコンピュータ（プロセッサ）に実行させることにより、画像処理装置を構成してもよい。プログラムは、記憶媒体や通信回線を介する提供など、種々の形態のコンピュータプログラム製品として供給することができる。
【0063】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【0064】
１…撮像装置、２…カメラボディ、３…交換レンズ、２１…撮像素子、２２…ボディ制御部、３１…撮影光学系、３２…レンズ制御部、３３…レンズメモリ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】