JP2006178075A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 画像が劣化するような撮影条件を回避して、良好な画像を撮影することのできるカメラを提供する。
【解決手段】 撮影光学系（１２、３００）と、前記撮影光学系を介して被写体像を撮像する撮像手段（２７）と、被写体の輝度を計測する測光手段（１２１）と、前記被写体輝度に対応するように、プログラム線図によって絞り値とシャッタ速度の組み合わせを決定する決定手段（１５０）と、を具備し、前記決定手段は、前記撮像手段の特性と前記撮影光学系の特性とに基づいて前記プログラム線図を変更し、該変更したプログラム線図によって前記絞り値とシャッタ速度の組み合わせを決定するようにしたカメラである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レンズ交換可能なカメラに関し、特に画像が劣化するような撮影条件を回避して、良好な画像を撮影することのできるカメラに関する。

ビデオカメラや、小型のスチルカメラ等の撮像装置の分野においては、撮像素子や撮像系の小型化に伴い、絞り機構も小型化されてきている。絞り機構の小型化によって開口径が小さくなる結果、開口絞り（以下、単に「絞り」という）が小さいときに光の回折の影響が無視できなくなり画質が劣化するという問題点（第１の問題点）が指摘されている。

そこで、絞り機構を構成する絞り羽根にＮＤフィルタ等の減光部材を貼着して入射光を減少させることにより、絞りを余り絞らずに光量を制御することができるようにして光の回折の影響を減らす技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、絞りを開放することによる問題点（第２の問題点）も存在する。

ＣＣＤの高画素化に伴い、画素の間隔が狭くなってきている。このため、ＣＣＤを構成するフォトダイオードの前方に設けられているマイクロ・レンズの曲率が大きくなって盛り上がる形状となり、マイクロ・レンズの横方向から入射する光がフォトダイオードの受光面に入射しないことがある。従って、絞りを開放にするほど、ＣＣＤに入射する実際の光量は、絞り値にしたがって本来得られるべき光量より少なくなる（絞り依存感度低下）という不具合がある。さらに撮影レンズの射出角度すなわち“像高／レンズの射出瞳距離“が大きくなるほど、ＣＣＤに入射する実際の光量は少なくなることにより画像が暗くなるなどの不具合も指摘されている。
特開平８−２６２５２６号公報

しかし、第１の問題点の解決を図るための特許文献１に記載の技術では、ＮＤフィルタという特殊な部材が必要であり、制御機構も複雑になる。また、特許文献１に記載の技術では、レンズを繰り出すことで実効絞り値が変化するレンズや交換レンズシステムにおいて、中間アダプタ等がレンズとカメラの間に接続されて実効絞り値が変化するような場合の対策は考えられていない。

また、第２の問題点については、いまだその解決が図れるような技術は開示されていない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、画像が劣化するような撮影条件を回避して、良好な画像を撮影することのできるカメラを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための、本発明に係る請求項１に記載のカメラは、撮影光学系と、 前記撮影光学系を介して被写体像を撮像する撮像手段と、被写体の輝度を計測する測光手段と、前記被写体輝度に対応するように、プログラム線図によって絞り値とシャッタ速度の組み合わせを決定する決定手段と、を具備し、前記決定手段は、前記撮像手段の特性と前記撮影光学系の特性とに基づいて前記プログラム線図を変更し、該変更したプログラム線図によって前記絞り値とシャッタ速度の組み合わせを決定するようにした。

また、本発明に係る請求項２に記載のカメラは、上記記載の発明であるカメラにおいて、前記撮像手段は被写体像を光電変換するための撮像素子を含み、前記撮像手段の特性は、前記撮像素子の特性である。

また、本発明に係る請求項３に記載のカメラは、上記記載の発明であるカメラにおいて、前記撮像素子の特性は、前記撮像素子上の光学系の特性である。

また、本発明に係る請求項４に記載のカメラは、上記記載の発明であるカメラにおいて、前記決定手段は、前記撮像手段で撮像した被写体像の画質が良好になるように、前記撮像手段の特性と前記撮影光学系の特性とに基づいて前記プログラム線図を変更する。

また、本発明に係る請求項５に記載のカメラは、上記記載の発明であるカメラにおいて、前記決定手段は、所定の範囲内で絞り値が決定されることが多くなるように、前記撮像手段の特性と前記撮影光学系の特性とに基づいて前記プログラム線図を変更する。

また、本発明に係る請求項６に記載のカメラは、上記記載の発明であるカメラにおいて、前記撮像手段の特性は撮影時の画像サイズである。

また、本発明に係る請求項７に記載のカメラは、上記記載の発明であるカメラにおいて、前記撮影光学系の特性は、撮影倍率、または、射出瞳距離に関するものである。

また、本発明に係る請求項８に記載のカメラは、上記記載の発明であるカメラにおいて、前記撮影光学系は、撮影レンズ及び中間アダプタを含む。

また、本発明に係る請求項９に記載のカメラは、撮影光学系と、前記撮影光学系を介して被写体像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の特性と前記撮影光学系の特性とに基づいて、撮影画像の劣化しない絞り値の範囲を定め、最大及び最小シャッタ速度以外のシャッタ速度においては、当該範囲内での絞り値を用いて撮影がなされるようなプログラム線図を作成する線図作成手段と、被写体の輝度を計測する測光手段と、前記被写体の輝度に対応するように、前記プログラム線図によって絞り値とシャッタ速度の組み合わせを決定する決定手段とを備えた。

また、本発明に係る請求項１０に記載のカメラは、上記記載の発明であるカメラにおいて、前記線図作成手段は、前記撮影光学系が中間アダプタを含む場合は、当該中間アダプタの特性に基づいて、前記プログラム線図の前記撮影画像の劣化しない絞り値の範囲を変更する。

また、本発明に係る請求項１１に記載のカメラは、上記記載の発明であるカメラにおいて、前記線図作成手段は、プログラム操作がされたときは、前記プログラム線図の前記絞り値の範囲を変更せず、対応するシャッタ速度の範囲を変更する。

本発明のカメラによれば、画像が劣化するような撮影条件を回避して、良好な画像を撮影することができる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明が適用されるカメラの概略的な構成を示す一部切り欠き斜視図である。すなわち、カメラの一部を切断して、その内部構成を概略的に示している。

カメラ１は、それぞれが別体に構成されるカメラ本体部１１及びレンズ鏡筒１２とからなり、このカメラ本体部１１及びレンズ鏡筒１２の両者は、互いに着脱自在に構成されている。そして、レンズ鏡筒１２は、複数のレンズやその駆動機構等からなる撮影光学系１２ａを内部に保持して構成されている。

この撮影光学系１２ａは、被写体からの光束を透過させることによって、当該被写体光束により形成される被写体の像を所定の位置（後述する撮像素子の光電変換面上）に結像せしめるように、例えば、複数の光学レンズ等によって構成されるものである。

このレンズ鏡筒１２は、カメラ本体部１１の前面に向けて突出するように配設されている。また、カメラ本体部１１は、内部に各種の構成部材等を備えて構成され、かつ撮影光学系１２ａを保持するレンズ鏡筒１２を着脱自在となるように配設するための連結部材である撮影光学系装着部１１ａをその前面に備えて構成されてなるいわゆる一眼レフレックス方式のカメラである。

つまり、カメラ本体部１１の前面側の略中央部には、被写体光束を当該カメラ本体部１１の内部へと導き得る所定の口径を有する露光用開口が形成されており、この露光用開口の周縁部に撮影光学系装着部１１ａが形成されている。

そして、このカメラ本体部１１の外面側には、その前面に上述の撮影光学系装着部１１ａが配設されているほか、上面部や背面部等の所定の位置にカメラ本体部１１を動作させるための各種の操作部材、例えば、撮影動作を開始せしめるための指示信号等を発生させるためのレリーズボタン１７等が配設されている。

このカメラ本体部１１の内部には、各種の構成部材、例えば、いわゆる観察光学系を構成するファインダ装置１３と、撮像素子の光電変換面への被写体光束の照射時間等を制御するシャッタ機構等を備えたシャッタ部１４等を含む撮像ユニット１５と、電気回路を構成する各種の電気部材が実装される主回路基板１６を始めとした複数の回路基板（主回路基板１６のみを図示している）と、レンズ又はアダプタが装着されたときに、それを検出するスイッチであるレンズ・アダプタ着脱検出スイッチ（図示せず）等が、それぞれ所定の位置に配設されている。

ファインダ装置１３は、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束の光軸を折り曲げて観察光学系の側へと導き得るように構成される反射鏡１３ｂと、この反射鏡１３ｂから出射する光束を受けて正立正像を形成するペンタプリズム１３ａと、このペンタプリズム１３ａにより形成される像を拡大して観察するのに最適な形態の像を結像させる接眼レンズ１３ｃ等によって構成されている。

反射鏡１３ｂは、撮影光学系１２ａの光軸から退避する位置と当該光軸上の所定の位置との問で移動自在に構成され、通常状態においては、撮影光学系１２ａの光軸上において当該光軸に対して所定の角度、例えば、角度４５度を有して配置されている。

これにより、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束は、当該カメラ１が通常状態にあるときには、反射鏡１３ｂによってその光軸が折り曲げられて、当該反射鏡１３ｂの上方に配置されるペンタプリズム１３ａの側へと反射されるようになっている。

一方、本カメラ１が撮影動作の実行中においては、当該反射鏡１３ｂは撮影光学系１２ａの光軸から退避する所定の位置に移動するようになっており、これによって、被写体光束は、撮像素子側へと導かれる。また、シャッタ部１４は、例えば、フォーカルプレーン方式のシャッタ機構やその駆動回路等、従来のカメラ等において一般的に利用されているものと同様のものが適用される。

図２は、本発明が適用されるカメラのシステム構成を示すブロック図である。すなわち、このカメラシステムは、カメラ本体１１と、交換レンズとしてのレンズ鏡筒１２と、中間アダプタであるマクロコンバータ３００とから主に構成されており、カメラ本体１１の前面に対して所望のレンズ鏡筒１２とマクロコンバータ３００とが着脱自在に設定されている。

レンズ鏡筒１２の制御は、レンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｌμｃｏｍと称する）２０５が行う。カメラ本体１１の制御は、ボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｂμｃｏｍと称する）１５０が行う。マクロコンバータ３００の制御は、マクロコンバータ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｍμｃｏｍと称する）３０１が行う。なお、これらＬμｃｏｍ２０５とＢμｃｏｍ１５０とＭμｃｏｍ３０１とは、合体時においてボディ通信コネクタ２０６とアダプタ通信コネクタＢ３０２とが通信可能に電気的に接続され、更にレンズ通信コネクタ２０７とアダプタ通信コネクタＬ３０３とが通信可能に電気的に接続される。そして、アダプタ通信コネクタＢ３０２とアダプタ通信コネクタＬ３０３とは、スイッチ３０４を介して通信可能に電気的に接続される。そして、この場合、カメラシステムとしてＬμｃｏｍ２０５とＭμｃｏｍ３０１とがＢμｃｏｍ１５０に従属的に協働しながら稼動するようになっている。

レンズ鏡筒１２内には、撮影光学系１２ａと、絞り２０３とが設けられている。この撮影光学系１２ａは、レンズ駆動機構２０２内に在る図示しないＤＣモータによって駆動される。また、絞り２０３は、絞り駆動機構２０４内に在る図示しないステッピングモータによって駆動される。Ｌμｃｏｍ２０５は、Ｂμｃｏｍ１５０からの指令に従って、これらの各モータを制御する。

マクロコンバータ３００内には、更にリング長可変操作部材３０６、リング長可変機構３０７、リング長検出機構３０８が設けられている。リング長可変操作部材３０６は、リング長を変えるためにユーザが操作する部材である。リング長可変機構３０７は、そのユーザの操作に応じてリング長を変更するメカ機構である。リング長検出機構３０８は、リング長を例えばエンコーダを用いて検出し、その検出結果をＭμｃｏｍ３０１に出力する。

カメラ本体１１とマクロコンバータ３００との通信は、ボディ通信コネクタ２０６とアダプタ通信コネクタＢ３０２とが通信可能に接続されており、これらのコネクタを介してＢμｃｏｍ１５０とＭμｃｏｍ３０１とが通信を行う。カメラ本体１１とレンズ１２との通信に関しては、レンズ通信コネクタ２０７とアダプタ通信コネクタＬ３０３とが通信可能に接続されており、更にスイッチ３０４を介して、ボディ通信コネクタ２０６とアダプタ通信コネクタＢ３０２とが通信可能に接続されている。これらのコネクタを介してＢμｃｏｍ１５０とＬμｃｏｍ２０５とが通信を行う。

アダプタ通信コネクタＢ３０２とスイッチ３０４とは、２種類の線（通信線、通信切り替え線）で接続されている。Ｂμｃｏｍ１５０は、通信切り替え線に信号を付加することによって、スイッチ３０４を動作させて、通信線をＬμｃｏｍ２０５と接続するか、Ｍμｃｏｍ３０１と接続するかを制御することができる。従って、Ｂμｃｏｍ１５０が、Ｌμｃｏｍ２０５とＭμｃｏｍ３０１のいずれと通信するかを決定し、かつ主導権をもって制御する。

このカメラ本体１１内には、次の構成部材が図示のように配設されている。例えば、光学系としての一眼レフレックス方式の構成部材（ペンタプリズム１３ａ、反射鏡１３ｂ、接眼レンズ１３ｃ、サブミラー１１４）と、光軸上のフォーカルプレーン式のシャッタ１４と、上記サブミラー１１４からの反射光束を受けて自動測距するためのＡＦセンサユニット１１６とが設けられている。

また、上記ＡＦセンサユニット１１６を駆動制御するＡＦセンサ駆動回路１１７と、上記反射鏡１３ｂを駆動制御するミラー駆動機構１１８と、上記シャッタ１４の先幕と後幕を駆動するためのばね力をチャージするシャッタチャージ機構１１９と、それら先幕と後幕の動きを制御するシャッタ制御回路１２０と、上記ペンタプリズム１３ａからの光束に基づき測光処理する測光回路１２１とが設けられている。

光軸上には、上記光学系を通過した被写体像を光電変換するための撮像素子２７が光電変換素子として設けられている。この撮像素子２７は、該撮像素子２７と撮像光学系１２ａとの間に配設された光学素子としての透明なガラス部材でなる防塵フィルタ２１によって保護されている。

このカメラシステムには、また、撮像素子２７に接続されたインターフェイス回路１２３と、液晶モニタ１２４と、記憶領域として設けられたＳＤＲＡＭ１２５と、ＦｌａｓｈＲＯＭ１２６及び記録メディア１２７などを利用して画像処理する画像処理コントローラ１２８とが設けられ、電子撮像機能と共に電子記録表示機能を提供できるように構成されている。

その他の記憶領域としては、カメラ制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する不揮発性記憶手段として、例えば、ＥＥＰＲＯＭからなる不揮発性メモリ１２９が、Ｂμｃｏｍ１５０からアクセス可能に設けられている。

また、Ｂμｃｏｍ１５０には、当該カメラの動作状態を表示出力によってユーザへ告知するための動作表示用ＬＣＤ１５１と、カメラ操作スイッチ（ＳＷ）１５２とが設けられている。上記カメラ操作ＳＷ１５２は、例えば、レリーズＳＷ、モード変更ＳＷ及びパワーＳＷなどの、当該カメラを操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。さらに、電源１５４と、この電源の電圧を、当該カメラシステムを構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路１５３が設けられている。また、レンズ・アダプタ着脱検出スイッチ１６０は、レンズ１２またはマクロコンバータ３００が装着されたことを検出する。

次に、上述したように構成されるカメラシステムの動作について説明すると、このカメラシステム各部が次のように稼動する。

まず、画像処理コントローラ１２８は、Ｂμｃｏｍ１５０の指令に従ってインターフェイス回路１２３を制御して撮像素子２７から画像データを取り込む。この画像データは，画像処理コントローラ１２８でビデオ信号に変換され、液晶モニタ１２４にて出力表示される。ユーザは、この液晶モニタ１２４の表示画像から、撮影した画像イメージを確認することができる。

ＳＤＲＡＭ１２５は、画像データの一時的保管用メモリであり、画像データが変換される際のワークエリアなどに使用される。また、この画像データはＪＰＥＧデータに変換された後には記録メディア１２７に保管されるように設定されている。

ミラー駆動機構１１８は、反射鏡１３ｂをＵＰ位置とＤＯＷＮ位置へ駆動するための機構であり、この反射鏡１３ｂがＤＯＷＮ位置にあるとき、撮影光学系１２ａからの光束はＡＦセンサユニット１１６側とペンタプリズム１３ａ側へと分割されて導かれる。

ＡＦセンサユニット１１６内のＡＦセンサからの出力は、ＡＦセンサ駆動回路１１７を介してＢμｃｏｍ１５０へ送信されて周知の測距処理が行われる。

また、ペンタプリズム１３ａに隣接する接眼レンズ１３ｃからはユーザが被写体を目視できる一方、このペンタプリズム１３ａを通過した光束の一部は測光回路１２１内のホトセンサ（不図示）へ導かれ、ここで検知された光量に基づき周知の測光処理が行われる。

続いて、本発明に係る第１の実施の形態のカメラの動作について説明する。図３は、カメラの動作手順を示す概略のフロー図である。

ステップＳ０１において、カメラのメインパワースイッチがオンされると、カメラを動作させるための種々の初期設定が実行される。そして、ステップＳ０２に示すレンズ・アダプタマウント処理（図４）を実行する。このレンズ・アダプタマウント処理は、カメラにレンズ又はアダプタが装着されている場合に必要な初期通信を行う処理である。

図４のステップＴ０１〜Ｔ０２において、フラグを初期化する。即ち、レンズフラグをレンズ無しとし、アダプタフラグをアダプタ無しとする。そして、ステップＴ０３において、アダプタとの通信を行ってみる。ステップＴ０４でＹｅｓの場合、即ち、アダプタから応答がない場合は、アダプタは装着されていないものとしてステップＴ１０の処理を実行する。

ステップＴ０４でＮｏの場合、即ち、アダプタから応答の送信があった場合は、ステップＴ０５〜Ｔ０６において、アダプタの固有のデータ（後述する）を受信して格納する。また、ステップＴ０７〜Ｔ０８において、アダプタ状態（後述する）を受信して格納する。そして、ステップＴ０９において、アダプタフラグをアダプタ有りとする。

続いて、ステップＴ１０おいて、レンズとの通信を行ってみる。ステップＴ１１でＹｅｓの場合、即ち、レンズから応答がない場合は、レンズは装着されていないものとしてリターンする。ステップＴ１１でＮｏの場合、即ち、レンズから応答の送信があった場合は、ステップＴ１２〜Ｔ１３において、レンズの固有のデータ（後述する）を受信して格納する。そして、ステップＴ１４において、レンズフラグをレンズ有りとしてリターンする。

この様に、レンズ・アダプタマウント処理は、レンズ又はアダプタがカメラに装着されているかどうかを検出すると共に、装着されている場合は、後の処理に必要なデータを獲得する処理を実行する。

図３に戻り、ステップＳ０３において、レンズ状態変化フラグを０にリセットする。

ステップＳ０４においてＹｅｓの場合、即ち、レリーズ操作がされた場合は、ステップＳ０５において、レリーズ処理を実行する。次に、ステップＳ０６において、ユーザがカメラ状態ＳＷ１５２などを操作して設定した種々の情報を検出する。

ステップＳ０７〜０９において、カメラがモニターモードに設定されているときは、撮影画像をモニタに表示するモニターモード処理を行い、モニターモードから撮影モードに切り替えられたときはステップＳ１０の処理を実行する。

ステップＳ１０において、被写体輝度に基づいて測光処理を行った後、ステップＳ１１に示すレンズ・アダプタ状態受信処理（図５）を実行する。レンズ・アダプタ状態受信処理は、レンズ・アダプタマウント処理（図４）でのレンズ又はアダプタの有り無しの情報に従って、必要な状態データを受信する処理である。

図５のステップＴ２１において、レンズフラグに基づいてレンズが装着されているかどうかを調べる。ステップＴ２１でＮｏの場合、即ち、レンズが装着されている場合は、ステップＴ２２において、レンズ状態データ（後述する）を受信して、ステップＴ３５において、そのデータを格納する。

ここで、レンズ状態受信ができなかった場合は、ステップＴ２３でＹｅｓ、即ち、レンズの状態が変化している場合となるので、ステップＴ２４で、レンズ状態変化フラグをセット（＝１）して、リターンする。レンズ状態変化フラグをセット（＝１）することによって、レンズ・アダプタマウント処理（図４）が新たなレンズの固有データを受信する。

ステップＴ２３でＮｏの場合、即ち、レンズの状態が変化していない場合は、ステップＴ２５で、アダプタフラグに基づいてアダプタがあるかどうかを調べる。ステップＴ２５でＹｅｓの場合、即ち、アダプタがない場合は、リターンする。

一方、ステップＴ２５でＮｏの場合、即ち、アダプタがある場合は、ステップＴ２６でそのアダプタが状態固定アダプタかどうかを調べる。状態固定のアダプタである場合は、再度アダプタに関するデータを受信する必要がないため、ステップＴ３２を実行する。

ステップＴ２６でＮｏの場合、即ち、アダプタが状態固定のアダプタでない場合は、ステップＴ２７からＴ３１において、本レンズ・アダプタ状態受信処理が５回起動されるごとに、アダプタ状態を受信して格納する。このように、毎回起動するごとにアダプタ状態を受信せずに、所定回数ごとに受信することによってカメラの負荷を低減することができる。なお、この５回はカメラ内において変数として指定できるようにして、所定回数ごとに受信するようにしても良い。

そして、ステップＴ３２において、受信したアダプタ状態データに基づいて、実効ＦＮｏ、射出瞳距離、倍率などのレンズ情報を補正する演算を実行する。ここで演算した補正値は、露出、測距などに使用される。

一方、ステップＴ２１でＹｅｓの場合、即ち、レンズがない場合は、ステップＴ３３において、レンズ状態（後述する）を受信する。これは、新たにレンズが取り付けられた場合に対応するためである。そしてステップＴ３４において、新たにレンズが取り付けられているかどうかを調べる。

ステップＴ３４でＹｅｓの場合、即ち、新たにレンズが取り付けられている場合は、ステップＴ２４で、レンズ状態変化フラグをセット（＝１）して、リターンする。レンズ状態変化フラグをセット（＝１）することによって、レンズ・アダプタマウント処理（図４）が新たなレンズの固有データを受信する。一方、ステップＴ３４でＮｏの場合、即ち、新たにレンズが取り付けられていない場合は、リターンする。

図３に戻り、ステップＳ１２〜Ｓ１３において、測光結果とレンズ又はアダプタの状態とに基づいて、露出演算を実行して、その結果である撮影可能な絞り値、シャッタ値を動作表示用ＬＣＤ１５１に表示する。なお、ステップＳ１３に示す露出演算処理については、後に詳細に説明する。そして、ステップＳ１４〜Ｓ１６において、自動焦点調整の可否を動作表示用ＬＣＤ１５１に表示した後、１００ｍｓ待機し、パワースイッチのオン・オフを調べる。

パワースイッチがオンであれば、最初に戻り、ステップＳ１７、Ｓ１８において、レンズ状態変化フラグがセット（＝１）されているかどうか、レンズ・アダプタ着脱検出スイッチ１６０の状態に変化があるかどうかを調べる。このいずれかに変化がある場合は、新たに、レンズ又はアダプタに関するデータを獲得するために、ステップＳ０２に示すレンズ・アダプタマウント処理（図４）を実行する。このいずれにも変化がない場合は、ステップＳ０４〜Ｓ１６の処理を再度実行する。

図６は、カメラが受信するレンズ、中間アダプタに関するデータの内容を示す図である。

レンズ状態受信では、レンズの絞り・フォーカスの状態などの「レンズ状態データ」や、カメラで使用する様々なデータ、例えば、「現在の焦点距離」、「現在の射出瞳距離」、「被写体距離」、「現在の絞り値」、「レンズパルス」、「レンズダメージ情報」等を受信する。レンズ固有データ受信では、ズームレンズかどうかなどの「レンズ識別データ」や、「焦点距離（ワイド端）」、「焦点距離（テレ端）」、「レンズシリアル番号」、「公称開放絞り」、「公称最小絞り」、「最近接撮影距離」などのデータを受信する。

アダプタ状態受信では、アダプタが正常に動作しているかどうかの「アダプタ状態データ」や、「アダプタに応じた絞り補正量」、「射出瞳距離補正量」、「現在のアダプタ長」、「現在の倍率」、「アダプタダメージ情報」を受信する。なお、このアダプタ状態受信では、アダプタの種類によらず全てのアダプタについて必要となる項目を受信する。

アダプタ固有データ受信では、固定倍率のアダプタかどうか、長さ可変のアダプタかどうかなどの「アダプタ識別データ」や、「アダプタ名称」、「最大倍率」、「最小倍率」、「対応開放絞り値」、「アダプタ長（最短長）」、「アダプタ長（最伸長）」などのアダプタ固有データを受信する。

続いて、本発明の特徴である、図３のステップＳ１２に示す露出演算処理について、図７乃至図１１を参照しつつ説明する。

図７のステップＰ０１において、カメラの露出モードがプログラムモードかどうかを調べる。ステップＰ０１でＮｏの場合、即ち、露出モードが絞り優先モード、シャッタ優先モード、マニュアルモードである場合は、ステップＰ０２において、それぞれのモードに対応して露出制御値を算出してリターンする。

一方、ステップＰ０１でＹｅｓの場合、即ち、露出モードがプログラムモードの場合は、ステップＰ０３に示すＰ（プログラム）線図算出処理（図９）を実行する。このＰ線図算出処理では、撮像素子２７、レンズ１２、アダプタ３００の組み合わせに基づいた最適なＰ線図、即ち、画像が劣化するような撮影条件を回避して、良好な画像を撮影することのできるＰ線図を算出する。

Ｐ線図算出処理の手順を説明する前に、Ｐ線図について説明する。プログラムＡＥによって撮影する場合、撮影時に必要な露出量、即ちＥＶ値に応じて、絞り（ＡＶ値）とシャッタ速度（ＴＶ値）を決定する。この組み合わせを決定するために用いる線図をＰ線図と呼ぶ。図８は、Ｐ線図を説明する図である。

図８において、横軸のＴＶ値は、シャッタ秒時をアペックス値に変換した値である。縦軸のＡＶ値は、絞りをアペックス値に変換した値である。図８の折れ線が絞り（ＡＶ値）とシャッタ速度（ＳＶ値）を決定するための特性曲線を表している。

このＰ線図によれば、露出量（ＥＶ値＝ＡＶ値＋ＴＶ値）が低いときは、Ｌ１の特性に従って決定する。即ち、絞りはａ１で固定され、露出量が増加するにつれてシャッタ速度のみを増加する。シャッタ速度がｔ１を超えて、露出量が増加した場合は、Ｌ２の特性に従って決定する。即ち、絞りとシャッタ速度とはＬ２で与えられる関係を保って変化する。更に露出量が増加した場合は、Ｌ３の特性に従って決定する。即ち、絞りはａ２で固定され、露出量が増加するにつれてシャッタ速度のみが最大値まで増加する。

ところで、露出量については式（１）で示す関係が成立する。

ＥＶ＝ＢＶ＋ＳＶ …式（１）
ここで、ＢＶは被写体の輝度を表し、ＳＶは撮像素子感度に相当するアペックス値を表している。従って、周知の測光処理によってＥＶを算出することができる。

一方、露出量については更に式（２）で示す関係が成立する。

ＥＶ＝ＡＶ＋ＴＶ …式（２）
従って、ＥＶが算出されれば、式（２）の関係とＰ線図の特性曲線とから導かれる連立方程式を解くことにより、ＡＶとＴＶとを決定することができる。

続いて、図９に示すＰ線図算出処理の手順を、図１０に示すＰ線図を参照しつつ説明する。

図９のステップＱ０１〜Ｑ０３において、図１０に示すＰ線図の横軸の位置を定義する。即ち、最小シャッタ速度である２秒に相当するＴＶ値をＴＶ０とし、最大シャッタ速度である１／４０００秒に相当するＴＶ値をＴＶ１とする。また、レンズ１２の焦点距離の逆数で与えられる秒に相当するＴＶ値をＴＶ２とする。

ステップＱ０４〜Ｑ０６において、図１０に示すＰ線図の縦軸の位置を定義する。まず、レンズ開放ＡＶ値をＡＶ１とし、レンズ最小ＡＶ値をＡＶ４とする。そして、その中間に２つのＡＶ値を新たに定義する。即ち、撮像素子２７の特性から画像が劣化しない限度として許容できる絞り値をＡＶ３とする。撮像素子２７の特性とは、マイクロ・レンズの曲率、入射角、開口面積などであり、これらの特性から撮影画像の劣化しない有効な絞り値を決定する。そして、このカメラの撮像素子の有効な絞り値がＦ１１であるときは、Ｆ１１に相当するＡＶ値をＡＶ３とする。

次に、レンズ射出瞳距離に応じたＡＶ値をテーブルから読み出してＡＶ２とする。 図１１は、レンズ射出瞳距離に応じたＡＶ値を与えるテーブルを示す図である。

このテーブルは、射出角度と画質が良好な最大ＡＶ値との関係を示している。ここで、射出角度は、画像の最大像高／射出瞳距離で定義される値である。これらの値のうち、画像の最大像高は予めカメラごとに定められている。また、射出瞳距離は、図６に示すレンズ状態受信により送信される「現在の射出瞳距離」を用いる。

図９に戻り、ステップＱ１０において、アダプタが装着されているかどうかを調べる。ステップＱ１０でＮｏの場合、即ち、アダプタが装着されていない場合は、ステップＱ１９において、定義したＡＶ１〜ＡＶ４、ＴＶ０〜ＴＶ２を用いてＰ線図を作成する。

Ｐ線図の作成方法を図１０を参照しつつ説明する。ここで、図１０の座標内の位置は、横軸の値と縦軸の値を１組として点（ＴＶ、ＡＶ）として表す。

まず、点（ＴＶ０、ＡＶ１）を始点として、縦軸に沿った直線Ｃ１を点（ＴＶ０、ＡＶ２）まで設ける。次に、点（ＴＶ０、ＡＶ２）を始点として、横軸に沿った直線Ｃ２を点（ＴＶ２、ＡＶ２）まで設ける。

次に、点（ＴＶ２、ＡＶ２）を始点として、傾き＝１で直線Ｃ３を引き、縦軸の値がＡＶ３となる位置まで延長する。そして、その位置から、横軸に沿った直線Ｃ４を点（ＴＶ１、ＡＶ３）まで設け、最後に点（ＴＶ１、ＡＶ３）を始点として、縦軸に沿った直線Ｃ５を点（ＴＶ１、ＡＶ４）まで設ける。

図１０では、このようにして作成した特性曲線が実線で表されている。このプログラム線図によれば、従来のプログラム線図と比較して、特性曲線の絞り値が画像が劣化しないような範囲に定められている。従って、ユーザに特別な操作を要求させることなく良好な画像を撮影することができる。

図９に戻り、ステップＱ１０でＹｅｓの場合、即ち、アダプタが装着されている場合は、上述のＡＶ１〜ＡＶ４を補正する。そこでアダプタの種類を調べる。

ステップＱ１１でＹｅｓの場合、即ち、アダプタがテレコンバータのときは、ステップＱ１２において、アダプタ状態受信で受信した「射出瞳距離補正量」を用いてレンズの射出瞳距離を補正する。また、アダプタ状態受信で受信した「現在のテレコン倍率」を取り出す。

そして、ステップＱ１３において、式（３）〜式（７）を用いて新たなＡＶ１〜ＡＶ４を算出する。

ＡＶ１＝ＡＶ１＋Ｌｏｇ_２Ｙ …式（３）
ＡＶ２＝補正した射出瞳距離に応じて読み出したＡＶ値 …式（４）
ＡＶ３＝ＡＶ３ …式（５）
ＡＶ４＝ＡＶ４＋Ｌｏｇ_２Ｙ …式（６）
Ｙ＝（現在のテレコン倍率）^２ …式（７）
そして、ステップＱ１９において、この新たなＡＶ１〜ＡＶ４、ＴＶ０〜ＴＶ２を用いてＰ線図を作成する。ここで、Ｐ線図の作成方法は、既に説明しているため、その詳細の説明は省略する。

ステップＱ１６でＹｅｓの場合、即ち、アダプタが中間リングのときは、ステップＱ１７において、アダプタ状態受信で受信した「現在のアダプタ長」を用いてレンズの射出瞳距離を補正する。ここで、”射出瞳距離＝現在のアダプタ長＋レンズの射出瞳距離”に基づいて補正を行う。また、アダプタ状態受信で受信した「アダプタに応じた絞り補正量」を取り出す。

そして、ステップＱ１８において、式（８）〜式（１１）を用いて新たなＡＶ１〜ＡＶ４を算出する。

ＡＶ１＝ＡＶ１＋（アダプタに応じた絞り補正値） …式（８）
ＡＶ２＝補正した射出瞳距離に応じて読み出したＡＶ値 …式（９）
ＡＶ３＝ＡＶ３ …式（１０）
ＡＶ４＝ＡＶ４＋（アダプタに応じた絞り補正値） …式（１１）
そして、ステップＱ１９において、この新たなＡＶ１〜ＡＶ４、ＴＶ０〜ＴＶ２を用いてＰ線図を作成する。ここで、Ｐ線図の作成方法は、既に説明しているため、その詳細の説明は省略する。

なお、ステップＱ１６でＮｏの場合、即ち、アダプタが中間リングでないときは、エラーとして、アダプタがないものとして、ステップＱ１９において、ＡＶ１〜ＡＶ４、ＴＶ０〜ＴＶ２を用いてＰ線図を作成する。ここで、Ｐ線図の作成方法は、既に説明しているため、その詳細の説明は省略する。

図１２は、作成したＰ線図を示す図である。図１２の（１）は、焦点距離５０ｍｍ、Ｆ１．２のレンズのみを装着したときのＰ線図を表し、図１２の（２）は、焦点距離５０ｍｍ、Ｆ１．２のレンズと１．４倍のテレコンバータとを装着したときのＰ線図を表し、図１２の（３）は、焦点距離５０ｍｍ、Ｆ１．２のレンズと中間リングとを装着したときのＰ線図を表している。

図１２の（１）と図１２の（２）とを比較すると、実際の絞り値で、ＡＶ１はＦ１．２→Ｆ１．７、ＡＶ２はＦ２．１→Ｆ２．２、ＡＶ４はＦ２２→Ｆ３２と補正されている。また、図１２の（１）と図１２の（３）とを比較すると、実際の絞り値で、ＡＶ１はＦ１．２→Ｆ１．５、ＡＶ２はＦ２．１→Ｆ２．０、ＡＶ４はＦ２２→Ｆ３０と補正されている。

このように、中間アダプタがある場合、その情報でＰ線図を変更するが、その際には、ＡＶ２、ＡＶ３は極力変更しないようにしている。

図７に戻り、ステップＰ０４において、プログラムシフト動作が必要かどうかを判断する。例えば、ユーザがカメラ状態スイッチ１５２から、プログラムシフトのダイアルを操作したかどうかを調べる。

ステップＰ０４でＮｏの場合、即ち、プログラムシフト動作が不要と判断した場合は、ステップＰ０５において、作成したＰ線図とＥＶ値とに基づいて露出制御値を算出する。一方、ステップＰ０４でＹｅｓの場合、即ち、プログラムシフト動作が必要と判断した場合は、ステップＰ０６で、プログラム線図をシフトする。

図１０に示すプログラム線図において、直線Ｃ３を横軸に平行に１単位づつ移動した新たなプログラム線図を作成する。プログラムシフトした線図は点線で表している。このように、プログラム線図をシフトすることで、ＥＶ値が１段変化したときの絞り（ＡＶ）とシャッタ速度（ＳＶ）とを等間隔で変化させることができる。

そして、ステップＰ０７において、プログラムシフトして作成したＰ線図とＥＶ値とに基づいて露出制御値を算出する。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、Ｐ線図の算出処理が第１の実施の形態と異なっている。一般に、中間リングには射出瞳距離の補正情報を備えていない場合が多い。そのため、第２の実施の形態では、中間リングについては補正を行わない点で第１の実施の形態と異なっている。従って、第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付して、その詳細の説明は省略する。

図１３は、第２の実施形態に係るＰ線図算出処理の手順を示すフロー図である。

図１３のステップＱ２１〜Ｑ２３において、Ｐ線図の横軸の位置を定義する。即ち、最小シャッタ速度である２秒に相当するＴＶ値をＴＶ０とし、最大シャッタ速度である１／４０００秒に相当するＴＶ値をＴＶ１とする。また、レンズ１２の焦点距離の逆数で与えられる秒に相当するＴＶ値をＴＶ２とする。

ステップＱ２４〜Ｑ２６において、Ｐ線図の縦軸の位置を定義する。まず、レンズ開放絞り値をＡＶ１とし、レンズ最小絞り値をＡＶ４とする。そして、その中間に２つのＡＶ値を新たに定義する。即ち、撮像素子２７の特性から画像が劣化しない限度として許容できる絞り値をＡＶ３とする。撮像素子２７の特性とは、マイクロ・レンズの曲率、入射角、開口面積などであり、これらの特性から有効な絞り値を決定する。そして、このカメラの撮像素子の有効な絞り値がＦ８であるときは、Ｆ８に相当するＡＶ値をＡＶ３とする。

次に、レンズ射出瞳距離に応じたＡＶ値をテーブルから読み出してＡＶ２とする。 レンズ射出瞳距離に応じたＡＶ値は上述した図１１に示すテーブルから求める。この手順は既に説明しているため、再度の説明は省略する。

ステップＱ３０において、アダプタが装着されているかどうかを調べる。ステップＱ１０でＹｅｓの場合、即ち、アダプタが装着されている場合は、上述のＡＶ１〜ＡＶ４を補正する。そこでアダプタの種類を調べる。

ステップＱ３１でＹｅｓの場合、即ち、アダプタがテレコンバータのときは、ステップＱ３２において、アダプタ状態受信で受信した「射出瞳距離補正量」を用いてレンズの射出瞳距離を補正する。また、アダプタ状態受信で受信した「現在のテレコン倍率」を取り出す。

そして、ステップＱ３３において、式（１２）〜式（１６）を用いて新たなＡＶ１〜ＡＶ４を算出する。

ＡＶ１＝ＡＶ１＋Ｌｏｇ_２Ｙ …式（１２）
ＡＶ２＝補正した射出瞳距離に応じて読み出したＡＶ値 …式（１３）
ＡＶ３＝ＡＶ３ …式（１４）
ＡＶ４＝ＡＶ４＋Ｌｏｇ_２Ｙ …式（１５）
Ｙ＝（現在のテレコン倍率）^２ …式（１６）
そして、ステップＱ３４において、この新たなＡＶ１〜ＡＶ４、ＴＶ０〜ＴＶ２を用いてＰ線図を作成する。ここで、Ｐ線図の作成方法は、既に説明しているため、その詳細の説明は省略する。

なお、ステップＱ３１でＮｏの場合、即ち、アダプタがテレコンバータでないときは、補正がないものとして、ステップＱ３４において、ＡＶ１〜ＡＶ４、ＴＶ０〜ＴＶ２を用いてＰ線図を作成する。ここで、Ｐ線図の作成方法は、既に説明しているため、その詳細の説明は省略する。

図１４は、作成したＰ線図を示す図である。図１４の（１）は、焦点距離５０ｍｍ、Ｆ１．２のレンズのみを装着したときのＰ線図を表し、図１４２の（２）は、焦点距離５０ｍｍ、Ｆ１．２のレンズと１．４倍のテレコンバータとを装着したときのＰ線図を表し、焦点距離５０ｍｍ、Ｆ１．２のレンズと中間リングとを装着したときのＰ線図は図１４の（１）と同じ線図となる。

図１４の（１）と図１４の（２）とを比較すると、実際の絞り値で、ＡＶ１はＦ１．２→Ｆ１．７、ＡＶ２はＦ２．１→Ｆ２．２、ＡＶ４はＦ２２→Ｆ３２と補正されている。

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態では、Ｐ線図の算出処理が第１の実施の形態と異なっている。電子ズーム機能を使用する場合、画像の中心付近の画像を使用するため、絞りが開放状態となってもその中心付近の画像の劣化は少ないと考えられる。そこで、第３の実施の形態では、電子ズームについての取り扱いを備えている点で第１の実施の形態と異なっている。従って、第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付して、その詳細の説明は省略する。

図１５は、第３の実施形態に係るＰ線図算出処理の手順を示すフロー図である。

図１５のステップＱ４１は、第１の実施の形態のステップＱ０１〜Ｑ１８と同じであるため、その詳細の説明は省略する。

ステップＱ４５でＹｅｓの場合、即ち、電子ズームがある場合は、ステップＱ４６において、式（１７）を用いて新たなＡＶ２を算出する。

ＡＶ２＝ＡＶ２−０．５ …式（１７）
そして、ステップＱ４７において、この新たなＡＶ２を含むＡＶ１〜ＡＶ４、ＴＶ０〜ＴＶ２を用いてＰ線図を作成する。ここで、Ｐ線図の作成方法は、既に説明しているため、その詳細の説明は省略する。

［本実施の形態の効果］
本実施の形態のカメラは、以下のような機能を備えている。

（１）レンズ交換可能なデジタルカメラにおいて、撮像素子の特性に影響するレンズの特性を加味したプログラム線図のプログラム露出モードを備えている。

（２）このプログラム線図をカメラに接続されたレンズやアダプタの特性（射出瞳距離、実効Ｆ．ＮＯ）に応じて変更する。

（３）このプログラム線図をカメラの撮像素子の特性と、カメラに接続されたレンズやアダプタの特性（射出瞳距離、実効Ｆ．ＮＯ）に応じて変更する。

（４）プログラムシフト操作をされた場合には、撮像素子の特性とレンズの特性とに基づいて画像が劣化することのない領域になるように、プログラムシフトの際の絞りとシャッタとを決定する。

また、本実施の形態のカメラは、画像の劣化を回避するため次のようにしてプログラム線図を作成する。

レンズとの通信を行いレンズデータを読み込み、このレンズデータからＰ線図を作成する場合、レンズの射出瞳距離に応じてＡＶ２を変更するが、この際、極力所定のＦ値（ＡＶ３）より絞込み側、所定のＦ値（ＡＶ２）より開放側にならないようなＰ線図を作成する。

また、中間アダプタが存在しているときは、その情報でＰ線図を変更するが、この場合にも、極力ＡＶ１、ＡＶ２は変更せず、極力所定のＦ値（ＡＶ３）より絞込み側、所定のＦ値（ＡＶ２）より開放側にならないようなＰ線図を作成する。

更に、プログラムシフトを行う場合、極力所定のＦ値（ＡＶ３）より絞込み側、所定のＦ値（ＡＶ２）より開放側にならないようにシフトを行う。

従って、本実施の形態のカメラによれば、画像が劣化するような撮影条件を回避して、良好な画像を撮影することができる。

なお、上述の実施の形態で説明した各機能は、ハードウエアを用いて構成しても良く、また、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現しても良い。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。

更に、各機能は図示しない記録媒体に格納したプログラムをコンピュータに読み込ませることで実現させることもできる。ここで本実施の形態における記録媒体は、プログラムを記録でき、かつコンピュータが読み取り可能な記録媒体であれば、その記録形式は何れの形態であってもよい。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明が適用されるカメラの概略的な構成を示す一部切り欠き斜視図。 本発明が適用されるカメラのシステム構成を示すブロック図。 カメラの動作手順を示す概略のフロー図。 レンズ・アダプタマウント処理の概略のフロー図。 レンズ・アダプタ状態受信処理の概略のフロー図。 カメラが受信するデータの内容を示す図。 露出演算処理手順を示す概略のフロー図。 Ｐ線図を説明する図。 Ｐ線図算出処理手順を示す概略のフロー図。 Ｐ線図を示す図。 レンズ射出瞳距離に応じたＡＶ値を与えるテーブルを示す図。 作成したＰ線図を示す図。 他の実施形態に係るＰ線図算出処理の手順を示すフロー図。 作成したＰ線図を示す図。 他の実施形態に係るＰ線図算出処理の手順を示すフロー図。

符号の説明

１…カメラ、１１…カメラ本体部、１２…レンズ鏡筒、１５０…Ｂμｃｏｍ、２０５…Ｌμｃｏｍ、２０６…通信コネクタ、３００…マクロコンバータ、３０１…Ｍμｃｏｍ。

Claims (11)

1. 撮影光学系と、
   前記撮影光学系を介して被写体像を撮像する撮像手段と、
   被写体の輝度を計測する測光手段と、
   前記被写体輝度に対応するように、プログラム線図によって絞り値とシャッタ速度の組み合わせを決定する決定手段と、
   を具備し、
   前記決定手段は、前記撮像手段の特性と前記撮影光学系の特性とに基づいて前記プログラム線図を変更し、該変更したプログラム線図によって前記絞り値とシャッタ速度の組み合わせを決定するようにしたことを特徴とするカメラ。
2. 前記撮像手段は被写体像を光電変換するための撮像素子を含み、
   前記撮像手段の特性は、前記撮像素子の特性であることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
3. 前記撮像素子の特性は、前記撮像素子上の光学系の特性であることを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
4. 前記決定手段は、前記撮像手段で撮像した被写体像の画質が良好になるように、前記撮像手段の特性と前記撮影光学系の特性とに基づいて前記プログラム線図を変更することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
5. 前記決定手段は、所定の範囲内で絞り値が決定されることが多くなるように、前記撮像手段の特性と前記撮影光学系の特性とに基づいて前記プログラム線図を変更することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
6. 前記撮像手段の特性は撮影時の画像サイズであることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
7. 前記撮影光学系の特性は、撮影倍率、または、射出瞳距離に関するものであることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
8. 前記撮影光学系は、撮影レンズ及び中間アダプタを含むことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
9. 撮影光学系と、
   前記撮影光学系を介して被写体像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段の特性と前記撮影光学系の特性とに基づいて、撮影画像の劣化しない絞り値の範囲を定め、最大及び最小シャッタ速度以外のシャッタ速度においては、当該範囲内での絞り値を用いて撮影がなされるようなプログラム線図を作成する線図作成手段と、
   被写体の輝度を計測する測光手段と、
   前記被写体の輝度に対応するように、前記プログラム線図によって絞り値とシャッタ速度の組み合わせを決定する決定手段と
   を備えたことを特徴とするカメラ。
10. 前記線図作成手段は、前記撮影光学系が中間アダプタを含む場合は、当該中間アダプタの特性に基づいて、前記プログラム線図の前記撮影画像の劣化しない絞り値の範囲を変更することを特徴とする請求項９に記載のカメラ。
11. 前記線図作成手段は、プログラム操作がされたときは、前記プログラム線図の前記絞り値の範囲を変更せず、対応するシャッタ速度の範囲を変更することを特徴とする請求項９に記載のカメラ。

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