JP2006343584A - 露出量補正装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実際の絞り値、焦点距離によって変動する露出量の誤差を補正できる露出量補正装置およびその方法を提供する。
【解決手段】測光手段と、撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子および絞りを備えた撮影装置の露出量補正装置であって、前記測光手段の測光結果に基づいて適正露出量を求めて制御絞り値を設定し、さらに設定した制御絞り値に応じて変動する前記光学素子を透過する光量に基づいて露出量を補正する露出補正手段を備えた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子を備えた、一眼レフカメラ、コンパクトカメラなどの撮影装置における露出量補正装置およびその方法に関する。

カメラのレンズは、一般にワイド(広角、短焦点距離)になるほど像面の中央部と周辺部との光量比(照度比、比像面照度)が大きくなる。つまり、像面の中央の照度は高く、周辺は低くなる。超広角レンズと呼ばれるワイドレンズとなると、前記光量比が非常に大きなものとなるため、光量比を小さくするための補正フィルタが知られている。その構成は、補正フィルタの光軸近傍（中央部）から周辺部にかけて、透過率を連続的に変化せしめた（グラディエーション）もので、光軸近傍の透過率は周辺部の透過率より低くなっており、超広角レンズに使用したとき、像面において、中央部と周辺部との光量比が低減されるようになっている（特許文献１）。

かかる補正フィルタを備えた一眼レフカメラ、コンパクトカメラなどでは、基本的には、被写体測光値によって露出量を決定し、絞り値もしくはシャッタ速度、または絞り値およびシャッタ速度を決定する。その際、常に、絞り値とシャッタ速度との組み合わせが一定の法則に従っている。例えばアペックス表示によると、式、Ｅｖ=Ａｖ＋Ｔｖ に従っている。ただし、Ｅｖは露出値、Ａｖは絞り値、Ｔｖはシャッタ速度である。
特開２００４−２５８４９４号公報

しかしながら上述の光線の透過する位置によって透過率が異なる光学素子を含む撮影レンズの場合は、制御絞り値が開放絞り近傍と最小絞り近傍との間で制御絞り値の変化に対する像面照度の変化がリニアでなくなる。そのため、演算上は同じ露光量（Ｅｖ）が得られる制御絞り値（Ａｖ）とシャッタ速度（Ｔｖ）の組み合わせであっても、制御絞り値（Ａｖ）が開放絞り（最小Ａｖ）の場合と最小絞り（最大Ａｖ）の場合とでは実際の露光量に差が出てしまう。さらに、ズームレンズの場合は、光線の通過する位置によって透過率が異なる光学部材の配置によっては、ズーミングに応じて像面平均照度が変化してしまう場合があり、この場合も制御絞り値によって実際の露光量に誤差が出てしまう。

本発明は、光線の透過する位置によって透過率が異なるレンズ、補正フィルタなどの光学素子を有する撮影装置の問題に鑑みてなされたものであって、実際の絞り値、焦点距離によって変動する露出量の誤差を補正できる露出量補正装置およびその方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決する本発明は、測光手段と、撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子および絞りを備えた撮影装置の露出量補正装置であって、前記測光手段の測光結果に基づいて適正露出量を求めて制御絞り値を設定し、さらに設定した制御絞り値に応じて変動する前記光学素子を透過する光量に基づいて適正露出量が得られるように露出量を補正する露出補正手段を備えたことに特徴を有する。

実際的には、前記制御絞り値に応じた補正量は、予め設定されて記憶手段に記憶する。前記撮影装置は、前記撮影レンズが着脱可能なカメラボディに搭載されている場合は、前記制御絞り値に応じた補正量を予め設定して、前記撮影レンズに搭載された記憶手段に記憶する。

本発明の別の態様では、撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子を有するズームレンズとを備えた撮影装置の露出量補正装置であって、ズームレンズの焦点距離変動に応じて変動する前記光学素子を透過する光量に基づいて適正露出量が得られるように露出量を補正する露出補正手段を備えたことに特徴を有する。

より実際的には、前記焦点距離に応じた補正量は、予め設定して記憶手段に記憶する。前記ズームレンズが着脱可能なカメラボディに搭載されている場合は、前記焦点距離に応じた補正量を予め設定して前記ズームレンズに搭載された記憶手段に記憶する。

さらに別の発明は測光手段と、撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子を有するズームレンズとを備えた撮影装置の露出量補正装置であって、前記測光手段の測光結果に基づいて設定した制御絞り値に応じて変動する前記光学素子を透過する光量およびズームレンズの焦点距離変動に応じて変動する前記光学素子を透過する光量に基づいて適正露出量が得られるように露出量を補正する露出補正手段を備えたことに特徴を有する。

この場合、前記焦点距離に応じた補正量および制御絞り値に応じた補正量は、予め設定して記憶手段に記憶する前記ズームレンズが着脱可能なカメラボディに搭載されている場合は、前記焦点距離に応じた補正量および制御絞り値に応じた補正量を予め設定して前記ズームレンズに搭載された記憶手段に記憶する。

これら本発明は、複数の光学要素間の相対位置変化により変倍可能な変倍光学系を有し、前記光学部材はこの変倍光学系の光軸と直交方向に透過率が変化している光量比変更部材であって、該光量比変更部材は、前記変倍光学系の光路途中に設けられた、変倍に伴い光軸に沿って移動する絞りまたはシャッタとの間隔が変動する光学要素に配置されて、像面における照度分布を均一化する、前記撮影光学系またはズームレンズに適用される。

さらに方法の表現による発明は、光手段と、撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子および絞りを備えた撮影装置の露出量補正方法であって、前記測光手段の測光結果に基づいて適正露出量を求めて制御絞り値を設定し、さらに設定した制御絞り値に応じて変動する前記光学素子を透過する光量に基づいて適正露出量が得られるように露出量を補正することに特徴を有する。
方法の表現による別の発明は、測光手段と、撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子を有するズームレンズとを備えた撮影装置の露出量補正方法であって、ズームレンズの焦点距離変動に応じて変動する前記光学素子を透過する光量に基づいて露出量を補正することに特徴を有する。
さらに方法の表現による別の発明は、測光手段と、撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子を有するズームレンズを備えた撮影装置の露出量補正方法であって、前記測光手段の測光結果に基づいて設定した制御絞り値に応じて変動する前記光学素子を透過する光量およびズームレンズの焦点距離変動に応じて変動する前記光学素子を透過する光量に基づいて適正露出量が得られるように露出量を補正することに特徴を有する。

以上本発明において、露出量を補正するときは、制御絞り値は補正せずにシャッタ速度のみを補正することが望ましい。制御絞り値を補正すると露出量が変動する場合があるからである。

本発明によれば、透過する位置によって透過率が異なる光学素子を備えていても、測光時の絞り値と露出の際の制御絞り値によって変動する露出量を予め設定した補正量によって補正するので、制御絞り値にかかわらず適正な露出量が得られる。
さらに別の本発明によれば、焦点距離が変動することによって測光による適正露出量と実際の露出量との誤差を、予め焦点距離に応じて設定した補正量によって補正するので、焦点距離の変動にかかわらず適正な露出量が得られる。

まず、光線の透過する位置によって透過率が異なる光学素子、透過率変更光学素子を含む撮影レンズの実施形態の光学構成について説明する。図１は、透過率変更光学素子を備えた３群ズームレンズの実施形態を光軸で縦断して示す図であって、図１（Ａ）はワイド端（最短焦点距離）の状態を、図１（Ｂ）はテレ端（最長焦点距離）の状態を示している。なお、以下のズームレンズは、レンズ交換式カメラの交換レンズおよびレンズ付きカメラ（コンパクトカメラ）のいずれにも適用可能なレンズ構成である。

このズームレンズは、被写体側から、負レンズＬ１１および正レンズＬ１２の貼り合わせレンズからなる全体として負の第１レンズ群Ｌ１、正レンズＬ２１と負レンズＬ２２の貼り合わせ正レンズおよび正レンズＬ２３からなる全体として正の第２レンズ群Ｌ２、負レンズＬ３１、正の透過率変更レンズＬ３２、正レンズＬ３３および負レンズＬ３４からなる全体として負の第３レンズ群Ｌ３を備えている。

この実施形態では、第２レンズ群Ｌ２の最後端に位置する正レンズＬ２３の後方に絞り２１が配置されている。この絞り２１は複数枚の羽根を備えていて、レリーズの際にマニュアルで、または自動絞り装置で設定された絞り値まで絞り込まれる構成である。

さらに第３レンズ群Ｌ３の負レンズＬ３１に貼り合わせられたレンズを、光軸Ｏと直交する径方向外方に従って透過濃度が徐々に低く（可視光の透過率が徐々に高く）なる透過率変更レンズＬ３２としてある。図１では、斜線を付した領域が、透過濃度が中心から放射状に徐々に低く変化する領域である。つまり、透過率変更レンズＬ３２の近軸領域に入射した光の透過率は低く、周辺領域に入射した光の透過率は高い。透過率変更レンズＬ３２の透過濃度（透過率）は、中心から放射方向に連続的に透過濃度が低くなる構成が好ましいが、段階的同心円的に透過濃度が低くなる構成のものでもよい。

このズームレンズは、絞り２１が装着された第２レンズ群Ｌ２と透過率変更レンズＬ３２が装着された第３レンズ群Ｌ３とは、ズーミングに際して異なる移動軌跡に沿って移動する構成である。そうして、絞り２１と透過率変更レンズＬ３２とが、ワイド端（短焦点距離）では最も離反し（図１（Ａ））、テレ端（長焦点距離）では最も接近する（図１（Ｂ））。

このズームレンズによれば、ワイド端状態では、像面３１上の中心像３１ａを形成する光束は透過率変更レンズＬ３２の透過率が低い近軸領域を透過し、像面３１上の周辺像３１ｂを形成する光束は、透過率変更レンズＬ３２の透過率が高い周辺領域を透過する。一方、テレ端状態では、像面３１上の中心像３１ａを形成する光束は透過率変更レンズＬ３２の近軸領域を透過するが、像面３１上の周辺像３１ｂを形成する光束も、中心像３１ａを形成する光束同様に、透過率変更レンズＬ３２の近軸領域近傍を透過する。このようにこのズームレンズによれば、ズーミングに従って透過率変更レンズＬ３２と絞り２１との間隔が変動して、周辺像光束はワイド端になるほど透過率の高い周辺領域を透過する比率が増える。

このようにこのズームレンズは、中心像３１ａを形成する中心像光束はワイド端、テレ端にかかわらず透過率が低い領域を透過するが、周辺像３１ｂを形成する周辺像光束は、ワイド端になるほど透過率が高い周辺領域を透過する比率が高く、テレ端になるほど透過率が低い近軸領域を含む比率が高くなることにより、ワイド端からテレ端まで、焦点距離に応じて周辺光量が補正される。

しかしながら、絞り２１が絞り込まれると、中心像光束に着目すると明らかなように、透過率の高い透過率変更レンズＬ３２の周辺を通る被写体光束が絞り２１で遮断されてしまう。そのため、絞り２１の制御絞り値と露光量との関係がリニアに変化しない。

透過率変更光学素子を備えた他のズームレンズの実施形態について、図２を参照して説明する。図２（Ａ）はワイド端（最短焦点距離）の状態を、図２（Ｂ）はテレ端（最長焦点距離）の状態を示す図である。このズームレンズは、透過率変更レンズ（フィルタ）を絞りまたはレンズシャッタよりも被写体側に配置してある。このズームレンズは４群ズームレンズであって、被写体側から順に、負レンズＬ１１、負レンズＬ１２、正の透過率変更レンズＬ１３、負レンズＬ１４、および正レンズＬ１５からなる全体として負の第１レンズ群Ｌ１と、正レンズＬ２１および負レンズＬ２２の貼り合わせレンズからなる全体として正の第２レンズ群Ｌ２と、正レンズＬ３１、正レンズＬ３２と負レンズＬ３３の貼り合わせレンズからなる全体として正の第３レンズ群Ｌ３と、負レンズＬ４１、正レンズＬ４２および正レンズＬ４３からなる全体として正の第４レンズ群Ｌ４を備えている。第３レンズ群Ｌ３および第４レンズ群Ｌ４は、一体として光軸Ｏに沿って移動する。

この第２のズームレンズでは、第１レンズ群Ｌ１の負レンズＬ１２と負レンズＬ１４との間に透過率変更レンズＬ１３が配置され、第３レンズ群Ｌ３の一番目の正レンズＬ３１の前方に絞り５１が配置されている。透過率変更レンズＬ１３は第１レンズ群Ｌ１と一体に移動し、絞り５１は第３レンズ群Ｌ３と一体に移動する。

第２のズームレンズは、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３とが、ワイド（短焦点距離）端では離反し、テレ（長焦点距離）端では最接近するレンズ構成なので、透過率変更レンズＬ１３と絞り５１も、ワイド端では離反位置にあり、テレ端では最接近位置にある。ここで、ワイド端では、像面３３上の中心像３３ａを形成する中心像光束は、透過率変更レンズＬ１３の光軸Ｏを中心とする近軸領域を透過し、像面３３上の周辺像３３ｂを形成する周辺像光束は、近軸領域を外れた周辺領域を透過している（図２（Ａ））。一方、テレ端では、像面３３上の中心像３３ａを形成する中心像光束は、透過率変更レンズＬ１３の光軸Ｏを中心とする近軸領域を透過するが、像面３３上の周辺像３３ｂを形成する周辺像光束においても、近軸領域近傍を透過している（図２（Ｂ））。

この第２のズームレンズも第１のズームレンズと同様に、中心像３３ａを形成する中心像光束はワイド端、テレ端にかかわらず透過率が低い近軸領域を透過するが、周辺像３３ｂを形成する周辺像光束は、ワイド端になるほど透過率が高い周辺領域を透過する比率が高く、テレ端になるほど透過率が低い近軸領域を含む比率が高くなることにより、ワイド端からテレ端において、焦点距離に応じて周辺光量が調整され、焦点距離にかかわらず中央と周辺の光量差の変動が抑えられる。

しかしながら、この第２のズームレンズも第１のズームレンズと同様に、絞り５１が絞り込まれると、中心像光束に着目すると明らかなように、透過率の高い透過率変更レンズＬ１３の周辺を通った被写体光束が絞り５１で遮断されてしまう。そのため、絞り５１の制御絞り値と露光量との関係がリニアに変化しない。

本発明の露出量補正装置は、かかる透過率変更レンズによる減衰分の露出量を補正することに特徴を有する。第１、第２のズームレンズのように、絞りを絞ることで透過率変更レンズＬ３２、Ｌ１３による周辺光量改善効果が変化する場合の補正について説明する。画面周辺部に着目したとき、特に後のレンズ群に透過率変更レンズＬ３２が配置され、前側のレンズ枠でケラレが多く、絞り込み時に比べて、開放時の周辺透過率が高い第１のズームレンズの場合、あるいは前のレンズ群に透過率変更レンズＬ１３が配置され、後側のレンズ枠でケラレが多く、絞り込み時に比べて、開放時の周辺透過率が高い場合に適した、制御絞り値に対応した露出補正量テーブルを表１に示した。この実施例では、最短焦点距離または最短焦点距離領域Ｓの場合と、最長焦点距離または最長焦点距離領域Ｌの場合に補正する構成である。

この実施例では、最短焦点距離領域Ｓと、最長焦点距離領域Ｌとで、絞り値がＡＶで３変化するいわゆるＦ値変動レンズの場合を示しており、絞り値Ａｖが４の場合、最短焦点距離領域Ｓの場合は露出値Eｖを0.625加算補正することを示し、最長焦点距離領域Ｌの場合は露出値Ｅｖを１加算補正することを示しており、絞り値Ａｖが７、８の場合は、最短、最長焦点距離領域Ｓ、Ｌ双方において、露出値Ｅｖを１加算補正することを示している。とくに、最短焦点距離領域Ｓにおいては、絞りに応じて補正量が変化している。なお、プログラム露出演算の場合、露出値Ｅｖが変わると絞り値Ａｖも変わることがあるので、この場合はシャッタ速度Ｔｖのみを露出補正値分補正する構成にすることが好ましい。この構成によれば、絞り値Ａｖが変わらず再度の露出量の補正が不要になり、再度の演算が不要である。

像面照度補正フィルタが存在しない場合に適正露出値であると仮定して、焦点距離変化に応じて、像面平均照度を変化させる像面照度補正フィルタであって、絞りを変化させても透過率の変化が少ない場合は、焦点距離に対応した補正量テーブルを表２のように作成する。この実施形態では、焦点距離を４個の領域に分割してあって、Ｓは最短焦点距離または最短焦点距離領域、ＳＭは中短焦点距離領域、ＭＬは中長焦点距離領域、Ｌは最長焦点距離または最長焦点距離領域である。

絞りを絞り込むことによって透過光量が変化し、かつ焦点距離によっても透過光量が変化する場合は、絞り値および焦点距離に対応した補正量テーブルを、表３のように作成する。

次に、前記補正量テーブルを使用して露出量を補正する露出量補正装置を搭載したレンズ交換式デジタルカメラおよび撮影レンズ付きデジタルカメラの実施形態について説明する。

図３は、レンズ交換式デジタルカメラの実施形態の主要構成をブロックで示した図である。このレンズ交換式デジタルカメラは、交換レンズ２００が着脱可能にカメラボディ１００に装着されている。交換レンズ２００は、第１レンズ群Ｌ１、絞り２０１、第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３を備えた３群ズームレンズである。第２レンズ群Ｌ２が、光軸Ｏから周辺に向かって透過率が高くなる光学素子である補正フィルタまたは透過率変更レンズを備えたレンズ群である。なお、交換レンズ２００のレンズ構成は、図１に示した第１のズームレンズと同じでよい。以下、光軸Ｏから径方向周辺に向かって透過率が高くなる光学素子を備えた交換レンズ、撮影レンズを、補正フィルタレンズという。

さらにこの交換レンズ２００には、焦点距離および被写体距離情報を得るためのレンズ位置情報検出回路２０２、絞り駆動機構２０３を備え、レンズ情報、レンズにおける動作を管理、制御するレンズＣＰＵ２０４、レンズ情報、露出補正データ、例えば表１、表２、表３に示した露出補正テーブルデータ等を記憶したレンズＲＯＭ２０５を備えている。レンズＣＰＵ２０４は、カメラボディ１００から電源供給を受けて動作し、カメラボディ１００との間でレンズ情報、レンズ動作に関するデータ、コマンドを授受する。また、絞り駆動機構２０３は、カメラボディ１００から駆動信号を受けて動作する。

カメラボディ１００は、装着された交換レンズ２００によって形成される被写体像を受光する撮像素子としてＣＣＤ撮像素子１０１を備えていて、ＣＣＤ撮像素子１０１で光電変換された被写体像のアナログ電気信号が撮像信号処理回路１０２に内蔵されるＡＤＣ、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換器によって順に処理され、ＤＳＰ１０３においてオートホワイトバランス処理等が施され、所定フォーマットに変換されてＹＵＶ、ＲＧＢ信号等のデジタル画像信号として出力され、ＤＲＡＭ１０４に書き込まれ、またメモリＩ／Ｆ１０５を介して、リムーバブルな不揮発性メモリであるメモリカード１０６に書き込まれる。さらにＤＳＰ１０３から出力されたデジタル画像信号は、カメラ機能全体を統括的に制御するボディＣＰＵ１０７によって、液晶ディスプレイであるＬＣＤ１０８に表示される。さらにボディＣＰＵ１０７には、露出補正に関するデータ等を記憶したＥＥＰＲＯＭ１０９が接続されている。

以上は、カメラボディ１００の主要部材および主要撮像機能であるが、このカメラボディ１００にはこれらの機能を動作、選択等するためのスイッチ類として、測光スイッチＳＷＳ、レリーズスイッチＳＷＲ、選択ＯＫスイッチＳＷ１、４方向キースイッチＳＷ２、メニュー（MENU）スイッチＳＷ３、メイン（MAIN）スイッチＳＷ４、ディスプレイ（DISP）スイッチＳＷ５等が設けられている。

さらに、図示しないがカメラボディ１００は、例えば一眼レフカメラボディの場合は測光素子、ＡＦセンサユニット、クイックリターンミラー、ファインダー光学系、フォーカルプレーンシャッタなど、従来のデジタル一眼レフカメラボディに備わった部材、機能を備える。そうして、電源としてバッテリが使用され、搭載されたバッテリから供給される電源によってボディＣＰＵ１０７およびその他の電子部品が動作する。

次に、この交換レンズ２００、カメラボディ１００の撮影時における露出量補正動作について、図４、図５に示したフローチャートを参照して説明する。図４はカメラボディ１００のボディＣＰＵ１０７により制御される動作であって、図５は交換レンズ２００のレンズＣＰＵ２０４によって制御される処理、動作である。

まず、カメラボディ１００のボディＣＰＵ１０７により制御される動作について、図４を参照して説明する。なお、このメイン処理には、図示しないバッテリが搭載されたときに入る。ボディＣＰＵ１０７は、まず、メインスイッチＳＷ４がオンしたかどうかをチェックする（ステップ（以下「Ｓ」）１０１）。そうして、メインスイッチＳＷ４がオンするのを待つ（Ｓ１０１；Ｎ、Ｓ１０１）。メインスイッチＳＷ４がオンすると（Ｓ１０１；Ｙ）、Ｓ１０２以降の処理を実行する。

Ｓ１０２では、まず、電源を交換レンズ２００に供給し、その後交換レンズ２００のレンズＣＰＵ２０４との間でＢＬ通信１を実行して、レンズＣＰＵ２０４からレンズ情報を読み込む（Ｓ１０２）。レンズ情報としては、補正フィルタレンズか否か、開放ＦＮＯ．、最小ＦＮＯ．などの固定情報と、レンズ位置情報（焦点距離情報）などの可変情報が含まれる。

次に、測光スイッチＳＷＳがオンしているかどうかチェックし（Ｓ１０３）、オンしていなければ（Ｓ１０３；Ｎ）、Ｓ１０１に戻る。測光スイッチＳＷＳがオンすると（Ｓ１０３；Ｙ）、図示しない測光素子、測光回路を駆動して被写体輝度情報を入力する測光処理を実行し（Ｓ１０４）、露出演算によって絞り値、シャッタ速度を求める（Ｓ１０５）。そうして、補正フィルタレンズかどうかチェックする（Ｓ１０６）。補正フィルタレンズかどうかは、Ｓ１０２のＢＬ通信１処理において交換レンズ２００から入力したレンズ情報によって判定する。

補正フィルタレンズの場合（Ｓ１０６；Ｙ）は、交換レンズ２００との間でＢＬ通信２を実行して、交換レンズ２００から補正データ（露出補正量データ）を取得する（Ｓ１０７）。そうして、取得した補正データによって露出演算値補正処理を実行し（Ｓ１０８）、レリーズスイッチＳＷＲのチェック処理（Ｓ１０９）に進む。この露出演算値補正処理では、測光値に基づいて得た露出量を補正データによって補正し、補正した露出補正量に基づいてシャッタ速度のみ、またはシャッタ速度および絞り値を再設定する処理である。この実施形態では、レンズＲＯＭ２０５内に格納されている補正フィルタ減衰分の露出補正量を示すテーブルデータから、現在演算または設定されている絞り値や焦点距離から対応する条件の露出補正量を読み出す。レンズＲＯＭ２０５からテーブルデータを全て読み出す実施例、絞り値および焦点距離に対応する露出補正量データのみを読み出す実施例がある。補正フィルタレンズでない場合（Ｓ１０６；Ｎ）は、そのままレリーズスイッチＳＷＲのチェック処理（Ｓ１０９）に進む。

Ｓ１０９では、レリーズスイッチＳＷＲがオンしているかどうかをチェックし、オンしていない場合（Ｓ１０９；Ｎ）は、Ｓ１０１に戻る。レリーズスイッチＳＷＲがオンしている場合（Ｓ１０９；Ｙ）は、設定された絞り値まで絞り２０１を絞り駆動機構２０３によって絞り込ませ、図示しないシャッタを動作させ、ＣＣＤ撮像素子１０１に撮像動作させる露出制御処理を実行し、さらに撮像信号処理回路１０２、ＤＳＰ１０３に記録画像生成処理を実行させる（Ｓ１１０）。そうして、ＤＳＰ３０３が生成した記録画像信号に表示用記録画像生成処理を施して撮像した画像をＬＣＤ１０８に表示するとともに、記録用画像信号をＤＲＡＭ１０４にメモリする（Ｓ１１１）。さらに、ＤＲＡＭ１０４にメモリした記録用画像信号をメモリカード１０６に記録して（Ｓ１１２）、Ｓ１０１に戻る。

次に、レンズＣＰＵ２０４の処理について、図５を参照して説明する。この処理には、カメラボディ１００から電源が供給されたときに入る。

この処理に入るとレンズＣＰＵ２０４は、まずパワーオンリセット（初期化）処理を実行する（Ｓ２０１）。パワーオンリセット処理には、レンズＣＰＵ２０４の各ポート、レジスタのリセット等が含まれる。次に、通信割り込みを禁止し（Ｓ２０２）、レンズ位置情報検出装置２０２によってレンズ位置情報を入力し（Ｓ２０３）、ＢＬ通信割り込みを許可し（Ｓ２０４）、割込みが入るのを待つ（Ｓ２０５；Ｎ、Ｓ２０５）。

割込みが入ると（Ｓ２０５；Ｙ）、ＢＬ通信１であるかどうかチェックし（Ｓ２０６、ＢＬ通信１の場合（Ｓ２０６；Ｙ）は、各種レンズデータ（補正フィルタレンズである旨、開放ＦＮＯ．、最小ＦＮＯ．、焦点距離など）を送出して（Ｓ２０７）からＳ２０２に戻る。ＢＬ通信１ではなく（Ｓ２０６；Ｎ）、ＢＬ通信２の場合（Ｓ２０８；Ｙ）は、露出補正量データを送出して（Ｓ２０９）からＳ２０２に戻る。ＢＬ通信１、２のいずれでもない場合（Ｓ２０８；Ｎ）は、そのままＳ２０２に戻る。

以上の通りこのカメラボディ１００に交換レンズ２００が装着されたレンズ交換式デジタルカメラによれば、補正フィルタを備えた第２レンズ群Ｌ２によって生じる、制御絞り値Ａｖの大きさ、焦点距離に依存する露出量誤差を、交換レンズ２００のレンズＲＯＭ２０５に記憶した露出補正データを読み込んで補正するので、制御絞り値Ａｖ、焦点距離にかかわらず適正な露出量による露出が可能になる。

図６は、本発明を撮影レンズ付きカメラ、いわゆるコンパクトタイプのデジタルカメラに適用した実施形態の主要構成をブロックで示した図である。このデジタルカメラ３００は、撮影レンズとして、第１レンズ群Ｌ１、絞り／シャッタ３１１、第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３を備えた３群ズームレンズを備えている。第２レンズ群Ｌ２が、光軸Ｏから周辺に向かって透過率が高くなる光学素子である。そうして、焦点距離および被写体距離情報を得るためのレンズ位置情報検出回路３１２、絞り／シャッタ３１１を絞りおよびシャッタ駆動する絞り／シャッタ駆動機構３１３を備えている。レンズ位置情報検出回路３１２が検出したレンズ位置情報はＣＰＵ３０７に送られ、ＣＰＵ３０７からの駆動信号を受けて絞り／シャッタ駆動機構３１３が絞り／シャッタ３１１を駆動する。

第１レンズ群Ｌ１、絞り／シャッタ３１１、第２、第３レンズ群Ｌ２、Ｌ３によって形成される被写体像をＣＣＤ撮像素子３０１で受光する。ＣＣＤ撮像素子３０１で光電変換された被写体像のアナログ電気信号が撮像信号処理回路３０２に内蔵されるＡＤＣ、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換器によって順に処理され、ＤＳＰ３０３においてオートホワイトバランス処理等が施され、所定フォーマットに変換されて、例えばＲＧＢ信号等のデジタル画像信号として出力される。そうして、ＤＲＡＭ３０４に書き込まれ、またメモリＩ／Ｆ３０５を介して、リムーバブルな不揮発性メモリであるメモリカード３０６に書き込まれる。さらにＤＳＰ３０３から出力されたデジタル画像信号は、カメラ機能全体を統括的に制御するＣＰＵ３０７によって、液晶ディスプレイであるＬＣＤ３０８に表示される。さらにＣＰＵ３０７には、露出補正に関するデータ、例えば表１、表２、表３のいずれかに示した露出補正テーブルデータ等を記憶したＥＥＰＲＯＭ３０９が接続されている。

以上は、デジタルカメラ３００の主要部材および主要撮像機能であるが、このデジタルカメラ３００には、これらの機能を動作、選択等するためのスイッチ類として、測光スイッチＳＷＳ、レリーズスイッチＳＷＲ、選択ＯＫスイッチＳＷ１、４方向キースイッチＳＷ２、メニュー（MENU）スイッチＳＷ３、メイン（MAIN）スイッチＳＷ４、ディスプレイ（DISP）スイッチＳＷ５等が設けられている。

さらに、図示しないがデジタルカメラ３００は、測光素子、自動焦点調節装置など、従来のデジタルカメラに備わった部材、機能を備え、電源としてバッテリが使用され、装填されたバッテリから供給される電源によってＣＰＵ３０７およびその他の電子部品が動作する。

このデジタルカメラ３００の撮影処理、動作について、図７に示したフローチャートを参照して説明する。この処理には、図示しないバッテリが搭載されたときに入る。ＣＰＵ３０７はこの処理に入ると、まず、メインスイッチＳＷ４がオンしたかどうかをチェックし（Ｓ３０１）、メインスイッチＳＷ４がオンするのを待つ（Ｓ３０１；Ｎ、Ｓ３０１）。メインスイッチＳＷ４がオンすると（Ｓ３０１；Ｙ）、Ｓ３０２以降の処理を実行する。

Ｓ３０２では、レンズ位置情報検出回路３１２によりレンズ位置情報（焦点距離情報）を取得する。そうして、測光スイッチＳＷＳがオンしているかどうかチェックし（Ｓ３０３）、オンしていなければ（Ｓ３０３；Ｎ）、Ｓ３０１に戻る。測光スイッチＳＷＳがオンすると（Ｓ３０３；Ｙ）、図示しない測光素子、測光回路を駆動して被写体輝度情報を入力する測光処理を実行し（Ｓ３０４）、露出演算によって絞り値、シャッタ速度を求める（Ｓ３０５）。

次に、取得した焦点距離情報および設定した絞り値に対応する露出補正量を、ＥＥＰＲＯＭ３０９から読み出して、露出値を補正する（Ｓ３０６）。露出値の補正は、絞り値を変えずにシャッタ速度を変更することが好ましい。

そうして、レリーズスイッチＳＷＲがオンしているかどうかをチェックし（Ｓ３０７）、オンしていない場合（Ｓ３０７；Ｎ）は、Ｓ３０１に戻る。レリーズスイッチＳＷＲがオンしている場合（Ｓ３０７；Ｙ）は、演算により設定されたシャッタ速度および絞り値で絞り／シャッタ駆動機構３１３に絞り、シャッタ動作をさせて絞り／シャッタ３１１を設定された絞り値に保持し、ＣＣＤ撮像素子３０１に撮像動作させる露出制御処理と、撮像信号処理回路３０２、ＤＳＰ３０３に記録画像生成処理を実行させる（Ｓ３０８）。そうして、ＤＳＰ３０３が生成した記録画像信号に表示用記録画像生成処理を施して撮像した画像をＬＣＤ３０８に表示するとともに、記録用画像信号をＤＲＡＭ３０４にメモリする（Ｓ３０９）。さらに、ＤＲＡＭ３０４にメモリした記録用画像信号をメモリカード３０６に記録して（Ｓ３１０）、Ｓ３０１に戻る。

補正フィルタを備えたレンズ群Ｌ２によって生じる、制御絞り値Ａｖの大きさおよび焦点距離に依存する露出量誤差を、ＥＥＰＲＯＭ３０９に記憶した露出補正データを読み込んで補正するので、制御絞り値Ａｖ、焦点距離にかかわらず適正な露出量による露出が可能になる。

透過率変更光学素子を備えた３群ズームレンズの実施形態を光軸で縦断して示す図であって、図１（Ａ）はワイド端（最短焦点距離）の状態を、図１（Ｂ）はテレ端（最長焦点距離）の状態を示す図である。 透過率変更光学素子を備えた４群ズームレンズの実施形態を光軸で縦断して示す図であって、図２（Ａ）はワイド端（最短焦点距離）の状態を、図２（Ｂ）はテレ端（最長焦点距離）の状態を示す図である。 本発明の露光量補正装置を搭載したレンズ交換式デジタルカメラの実施形態の主要構成をブロックで示した図である。 同レンズ交換式デジタルカメラのカメラボディの主要撮影処理をフローチャートで示した図である。 同レンズ交換式デジタルカメラの交換レンズの主要撮影処理をフローチャートで示した図である。 本発明の露光量補正装置を搭載したコンパクトデジタルカメラの実施形態の主要構成をブロックで示した図である。 同コンパクトデジタルカメラの主要撮影処理をフローチャートで示した図である。

符号の説明

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ１４ 透過率変更レンズ
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ３２ 透過率変更レンズ
２１ 絞り
３１ 像面
３１ａ 中心像
３１ｂ 周辺像
３３ 像面
３３ａ 中心像
３３ｂ 周辺像
５１ 絞り
１００ カメラボディ
１０１ ＣＣＤ撮像素子
１０２ 撮像信号処理回路
１０３ ＤＳＰ
１０４ ＤＲＡＭ
１０５ メモリＩ／Ｆ
１０６ メモリカード
１０７ ボディＣＰＵ
１０８ ＬＣＤ
１０９ ＥＥＰＲＯＭ
２００ 交換レンズ
２０２ レンズ位置情報検出回路
２０３ 絞り駆動機構
２０４ レンズＣＰＵ
２０５ レンズＲＯＭ

Claims (14)

1. 測光手段と、撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子および絞りを備えた撮影装置の露出量補正装置であって、
   前記測光手段の測光結果に基づいて適正露出量を求めて制御絞り値を設定し、さらに設定した制御絞り値に応じて変動する前記光学素子を透過する光量に基づいて適正露出量が得られるように露出量を補正する露出補正手段を備えたことを特徴とする露出量補正装置。
2. 請求項１記載の露出量補正装置において、前記制御絞り値に応じた補正量は、予め設定されて記憶手段に記憶されている露出量補正装置。
3. 請求項１記載の露出量補正装置において、前記撮影装置は、前記撮影レンズが着脱可能なカメラボディに搭載され、前記制御絞り値に応じた補正量は、予め設定されて前記撮影レンズに搭載された記憶手段に記憶されている露出量補正装置。
4. 撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子を有するズームレンズとを備えた撮影装置の露出量補正装置であって、
   ズームレンズの焦点距離変動に応じて変動する前記光学素子を透過する光量に基づいて露出量を補正する露出補正手段を備えたことを特徴とする露出量補正装置。
5. 請求項４記載の露出量補正装置において、前記焦点距離に応じた補正量は、予め設定されて記憶手段に記憶されている露出量補正装置。
6. 請求項４記載の露出量補正装置において、前記撮影装置は、前記ズームレンズが着脱可能なカメラボディに搭載され、前記焦点距離に応じた補正量は、予め設定されて前記ズームレンズに搭載された記憶手段に記憶されている露出量補正装置。
7. 測光手段と、撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子を有するズームレンズとを備えた撮影装置の露出量補正装置であって、
   前記測光手段の測光結果に基づいて設定した制御絞り値に応じて変動する前記光学素子を透過する光量およびズームレンズの焦点距離変動に応じて変動する前記光学素子を透過する光量に基づいて適正露出量が得られるように露出量を補正する露出補正手段を備えたことを特徴とする露出量補正装置。
8. 請求項７記載の露出量補正装置において、前記焦点距離に応じた補正量および制御絞り値に応じた補正量は、予め設定されて記憶手段に記憶されている露出量補正装置。
9. 請求項７記載の露出量補正装置において、前記撮影装置は、前記ズームレンズが着脱可能なカメラボディに搭載され、前記焦点距離に応じた補正量および制御絞り値に応じた補正量は、予め設定されて前記ズームレンズに搭載された記憶手段に記憶されている露出量補正装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項記載の露出量補正装置において、前記露出量を補正するときは、制御絞り値は補正せずにシャッタ速度を補正する露出量補正装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項記載の露出量補正装置において、前記撮影光学系またはズームレンズは、複数の光学要素間の相対位置変化により変倍可能な変倍光学系を有し、前記光学部材はこの変倍光学系の光軸と直交方向に透過率が変化している光量比変更部材であって、該光量比変更部材は、前記変倍光学系の光路途中に設けられた、変倍に伴い光軸に沿って移動する絞りまたはシャッタとの間隔が変動する光学要素に配置されて、像面における照度分布を均一化する露出量補正装置。
12. 測光手段と、撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子および絞りを備えた撮影装置の露出量補正方法であって、
    前記測光手段の測光結果に基づいて適正露出量を求めて制御絞り値を設定し、
    さらに設定した制御絞り値に応じて変動する前記光学素子を透過する光量に基づいて適正露出量が得られるように露出量を補正することを特徴とする露出量補正方法。
13. 測光手段と、撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子を有するズームレンズとを備えた撮影装置の露出量補正方法であって、
    ズームレンズの焦点距離変動に応じて変動する前記光学素子を透過する光量に基づいて露出量を補正することを特徴とする露出量補正方法。
14. 測光手段と、撮影光学系中に透過する位置によって透過率が異なる光学素子を有するズームレンズを備えた撮影装置の露出量補正方法であって、
    前記測光手段の測光結果に基づいて設定した制御絞り値に応じて変動する前記光学素子を透過する光量およびズームレンズの焦点距離変動に応じて変動する前記光学素子を透過する光量に基づいて適正露出量が得られるように露出量を補正することを特徴とする露出量補正方法。

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