JP2010263255A - 色収差補正機能付交換レンズカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】残存倍率色収差性能の異なる交換可能な複数の交換レンズ群、及び撮像素子画素数及び画素ピッチの異なる複数種類のカメラボディ群からなる交換レンズカメラシステムにおいて、この交換レンズカメラシステムにおける全ての撮影条件においてレンズの残存倍率色収差を最適に電子的に補正するシステムの提供を目的とする。
【解決手段】レンズユニット内の記憶手段内に、複数のレンズ状態条件に対応する複数の倍率色収差補正用のデータを記憶し、システムの動作時にはこれらのデータを通信によってカメラボディ内への移動を行い、カメラボディ内の画像信号処理プログラム、或いはカメラ出力対応外部画像信号処理プログラム上で前記複数の倍率色収差補正用データを、画素ピッチと画素数のカメラ固有条件を反映した画素ピッチスケールのデータへの変換を行った後にこれらのデータによってレンズの残存倍率色収差についての適正な電子補正を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は電子的に画像を記録可能な電子式カメラにおいて、レンズ要因である倍率色収差による色ズレを電子的に補正して色ズレによる色にじみを改善させる電子式カメラに関する。

一般に、カメラのレンズは光の波長によって屈折率が異なり、すなわち波長によって焦点距離が異なる為、撮像面での像の大きさは波長によって異なり、色ズレ発生現象となり、これは倍率色収差と呼ばれている。倍率色収差は本来異質レンズ材料の組合せ等によってレンズ光学系内にて完結補正されるべきであるが、最近の性能向上目覚しい電子式カメラにおいてはレンズ光学系のみによる倍率色収差補正は十分とは言えない状態になりつつ有り、レンズ残存倍率色収差を電子式カメラにおいて電子式に補正する技術が特許文献１、及び特許文献２に開示されている。
特開平０８−２０５１８１号公報 特開２００６−１３５８０５号公報

特許文献２においてはレンズのパラメータが変化する場合についても対応しているが、この特許文献２における技術においては、撮影とは別にレンズパラメータを手動入力する等、煩雑な操作プロセスを必要としており、民生用カメラとしては現実的ではない。

本発明は、前記従来技術の問題を解決し、また、交換可能な複数の交換レンズ群、及びカメラボディ毎に撮像素子画素数及び画素ピッチの異なる複数のカメラボディ群からなる交換レンズカメラシステムに対しても対応可能としつつ、前記の煩雑な操作プロセスを一切廃止して、交換レンズカメラシステムにおいての全ての撮影条件における倍率色収差の電子補正機能による適正補正を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の色収差補正機能付交換レンズカメラは、
（１）被写体像を所定の位置に結像させる為の光学系と、複数のデータを記憶可能な記憶手段と、記憶データをカメラボディに通信可能とする通信用手段と、カメラボディとの着脱を自在に行う為の連結手段とを持つレンズユニットと、前記レンズユニットを着脱自在であり、かつ前記レンズユニットとのデータ通信可能に構成されたカメラボディとから成る交換レンズカメラシステムにおいて、前記レンズユニット内の記憶手段内に、複数のレンズ状態条件に対応する複数の倍率色収差補正用のデータを、記憶し、または再現可能なデータ変換を施したデータとして記憶し、システムの動作時にはこれらのデータを通信によって前記カメラボディ内への移動を行い、前記カメラボディ内の画像信号処理装置、或いはカメラ出力対応外部画像信号処理プログラム装置上にて前記複数の倍率色収差補正用データを、前記カメラボディ固有の条件であるところの撮像素子画素数及び画素ピッチを反映した画素スケール単位データへの変換を行い、これらのデータによって前記レンズユニット内の光学系の残存倍率色収差の電子補正を行うことを特徴とする。
（２）前記レンズユニットから前記カメラボディへの倍率色収差補正用データの通信は前記レンズユニットと前記カメラボディの連結後に一括で行われ、撮影時には別途レンズ状態条件を前記レンズユニットから前記カメラボディに通信することによって前記カメラボディ内において必要な倍率色収差補正用データが選択決定、或いは演算算出され、その後に前記カメラボディ固有の条件であるところの撮像素子画素数及び画素ピッチを反映した画素スケール単位データへの変換を行うことを特徴とする。
（３）前記レンズユニットから前記カメラボディへの倍率色収差補正用データの通信は、撮影時に、前記レンズユニット内部にてレンズ状態条件を参照することによって必要なデータを選択決定、或いは演算算出を行った後、必要なデータの前記カメラボディへの送信を行うことを特徴とする。
（４）前記記憶データは１個以上の像高に対応する、色再現信号処理装置にて使用される３個の色信号の内の１個の色信号による像位置に対する残りの２個の色信号のそれぞれ前記１個の色信号による像位置からの像高方向ズレ量に対応するデータであることを特徴とする。
（５）前記複数のレンズ状態条件はＦ値、被写体距離、ズームレンズの場合のズーム位置の内の少なくとも１個以上の条件についての複数の状態であることを特徴とする。
（６）前記電子補正はカメラボディ内信号処理装置或いはカメラ出力対応外部画像処理プログラム装置で使用される３個の色信号について所定の像高での補正データに基づいてそれぞれ３個の色信号の像高が異なる状態となるように電子ズーム動作を行うことを特徴とするものである。

本発明によれば、残存倍率色収差性能の異なる交換可能な複数の交換レンズ群、及び撮像素子画素数及び画素ピッチの異なる複数種類のカメラボディ群からなる交換レンズカメラシステムにおいて、この交換レンズカメラシステムにおける全ての撮影条件においてレンズの残存倍率色収差を最適に電子的に補正するシステムの提供を可能とする。

以下、添付の図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明による実施形態の１例を示す図である。図１に示す交換レンズカメラシステムは、互いに着脱自在に連結されるカメラボディ１とレンズユニット２とによって構成されており、双方に備えられている連結装置１３０、２３０にて着脱自在に連結され、連結時には、双方に備えられている通信用接点が接触して通信可能な状態にある。

１のカメラボディは、レンズユニット２にて光学的に結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子１０１、変換された電気信号をデジタル信号に変換し、更に階調変換処理、ホワイトバランス処理などの画像信号処理を行う信号処理装置１０２、信号処理の中でも特に色収差補正処理を行う信号処理装置色収差補正演算部１０３、時間的光量調整を行うシャッター１０５、前述各装置を含め、レンズユニット２も加えたカメラシステム全体を制御し、制御用データを記憶読出し自在としているシステム制御マイコン＋データ記憶装置１２０、光学ファインダー１１０、液晶表示部１２１、最終的画像データを格納する記憶媒体読み書き装置１２２、を備えている。

２のレンズユニットは、光学的結像の為のレンズ光学系を備えており、その中にあってフォーカシングを担当するフォーカシング用レンズ群２０１、フォーカシング用レンズ群２０１の位置読取と目的位置への移動を行うフォーカシング機構＋アクチュエータ２０２、光量を開口によって調整する絞り２０５、レンズ光学系の中にあってズーミングを担当しているズーム用レンズ群２１０、ズーム状態を読み取るズームエンコーダ２１１、前述各装置を含めてレンズユニット２全体を制御し、かつ制御用データに加えて色収差補正用データを記憶しているレンズ制御用マイコン＋データ記憶装置２２０、を備えている。

以上から成る交換レンズカメラシステムはカメラボディ側の操作部１２３によって操作される。

色収差補正用データは本レンズユニット２固有の値として、レンズ制御用マイコン＋データ記憶装置２２０に記憶されており、データ仕様の１例をＦ３．５、ｆ１４〜５０ｍｍ、最至近距離５００ｍｍの仕様の場合について図２に示す。

図２は色収差補正用記憶データ記憶仕様の１例を示すものであり、撮像素子１０１の３原色出力に対応する３個の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する波長領域光線の所定の像高における補正想定量像高差、Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇの２個の値についてミリメートルで表した量をデジタル化の為に２５６０００倍した整数値としており、１画面内につき撮像素子１０１対角線寸法／２＝１．０ＦＡとした０．４ＦＡ、１．０ＦＡの２像高、焦点距離についてはｆ１４、ｆ２５、ｆ５０の３点、Ｆ値についてはＦ３．５（開放）、Ｆ５．６、Ｆ８の３点、被写体距離については距離１（３０００ｍｍ）、距離２（１０００ｍｍ）、距離３（６００ｍｍ）の３距離、以上の合計１０８個のデータを記憶している。これらのデータは所定条件、所定像高での倍率色収差量そのものでは無く、データとデータの間を内挿補間した場合の補間誤差が最小となって全体的にも誤差バランスが最適となるように最適化した値を採用している。

以下、実施の形態１の色収差補正機能付交換レンズカメラにおける色収差補正動作を説明する。

レンズユニット２の仕様は、ここでは、Ｆ３．５、ｆ１４〜５０ｍｍ、最至近距離５００ｍｍ、カメラボディ１の仕様として、撮像素子１０１の画素数３１３６×２３５２＝７３７５８７２画素、画素ピッチ５．６μｍ、従って撮像サイズ１７．５６１６ｍｍ×１３．１７１２ｍｍ対角２１．９５２ｍｍ（１．０ＦＡ＝１０．９７６ｍｍ）としてあり、撮影時のデータとしてＦ６．３、ズーム状態ｆ３０ｍｍ、撮影距離１．５ｍ、の状態にてシャッターが切られて撮影が行われたとすると、まず、レンズユニット２内のズームエンコーダ２１１の情報からレンズ制御マイコン２２０が焦点距離ｆ３０ｍｍであることを認識し、次に、レンズフォーカシング機構＋アクチュエータ２０２のアクチュエータ情報からはレンズ制御マイコン２２０が撮影距離情報として１５００ｍｍを算出し、また次に、絞り２０５の情報からはＦ６．３がレンズ制御用マイコンに送られる。

ここでレンズ制御用マイコンは色収差補正用データについて以下の演算算出を行う。

像高１．０ＦＡのＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇ、及び、像高０．４ＦＡのＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの４個のデータに対して、記憶されているデータから、Ｆ値については、Ｆ５．６のデータとＦ８のデータを利用した内挿補間演算によってＦ６．３対応データを算出し、ズームについてはｆ２５ｍｍのデータとｆ５０ｍｍのデータを利用した内挿補間演算によってｆ３０ｍｍ対応データを算出し、撮影距離については距離１（３０００ｍｍ）データと距離２（１０００ｍｍ）データを利用した内挿補間演算によって撮影距離１５００ｍｍ対応データを算出、すなわちＦ６．３、ズーム状態ｆ３０ｍｍ、撮影距離１５００ｍｍ、に対応する像高１．０ＦＡのＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇ、及び、像高０．４ＦＡのＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの４個の色収差補正用データを算出する。

算出されたこれらの４個のデータはレンズユニット２内のレンズ制御用マイコン＋データ記憶装置２２０からレンズユニット側通信用接点２４０、カメラボディ側通信用接点１４０を通じてカメラボディ１内のシステム制御マイコン＋データ記憶装置１２０へ通信される。

次に、カメラボディ１内のシステム制御マイコン＋データ記憶装置１２０内において、撮像素子１０１の画素数３１３６×２３５２＝７３７５８７２画素、画素ピッチ５．６μｍ、撮像サイズ１７．５６１６ｍｍ×１３．１７１２ｍｍ対角２１．９５２ｍｍ（１．０ＦＡ＝１０．９７６ｍｍ）の情報を反映することによって、先程のミリメートル単位（データとしては２５６０００を掛けた値）から画素スケール単位への変換を実施する。

撮影された画像については、信号処理装置１０２にて行われる通常のカメラとしての画像処理に加えて、前述の画素スケール単位に変換済の色収差補正データすなわち像高１．０ＦＡのＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇ、及び、像高０．４ＦＡのＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの２像高、４個の色収差補正用データを直線で結び、画面中央の補正量が０となるような２点折線特性のＲ信号、Ｂ信号へのそれぞれの電子ズームを施すことによって実施されるところの色収差補正を、信号処理色収差補正演算制御部１０３、にて行うことによって、通常の画像処理に加えて倍率色収差による色滲みを電子的に補正した画像が得られる。

この画像は最終的に、記憶媒体読書き装置１２２を介して記憶媒体に記録される。

以上のように、本実施形態では、残存倍率色収差性能の異なる交換可能な複数の交換レンズ群、及び撮像素子画素数及び画素ピッチの異なる複数種類のカメラボディ群からなる交換レンズカメラシステムにおいてもレンズユニットに記憶された個別対応色収差補正用データを利用して、この交換レンズカメラシステムにおいて、全ての撮影条件においてレンズの残存倍率色収差を最適に電子的に補正し、すなわち色滲みを無くすることを可能としている。

なお、上記説明における、実施の形態１においては、レンズ制御用マイコンにおいて、像高１．０ＦＡのＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇ、及び、像高０．４ＦＡのＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの４個のデータに対して、記憶されているデータから、Ｆ値については、Ｆ５．６のデータとＦ８のデータを利用した内挿補間演算によってＦ６．３対応データを算出し、ズームについてはｆ２５ｍｍのデータとｆ５０ｍｍのデータを利用した内挿補間演算によってｆ３０ｍｍ対応データを算出し、撮影距離については距離１（３０００ｍｍ）データと距離２（１０００ｍｍ）データを利用した内挿補間演算によって撮影距離１５００ｍｍ対応データを算出、すなわちＦ６．３、ズーム状態ｆ３０ｍｍ、撮影距離１５００ｍｍ、に対応する像高１．０ＦＡのＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇ、及び、像高０．４ＦＡのＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの４個の色収差補正用データを算出するという説明をしており、すなわち図２のフォーマットによる１０８個のデータはレンズユニット２内のレンズ制御用マイコン＋データ記憶装置２２０にのみ記憶しているが、これらの１０８個のデータをレンズユニット２とカメラボディ１を連結後、或いは連結後のパワーオン後にカメラボディ１のシステム制御マイコン＋データ記憶装置１２０に一括送信の通信を実施し、すなわちシステムパワーオンの間はシステム制御マイコン＋データ記憶装置１２０内に全データを記憶させておき、撮影時には、レンズユニット２内のズームエンコーダ２１１の情報から焦点距離ｆ３０ｍｍであること、レンズフォーカシング機構＋アクチュエータ２０２のアクチュエータ情報から撮影距離が１５００ｍｍであること、絞り２０５の情報からＦ６．３であること３条件のデータをレンズ制御用マイコンからシステム制御マイコンに通信することによって、焦点距離ｆ３０ｍｍ、撮影距離１５００ｍｍ、Ｆ６．３、に対応する補間演算によるデータ算出については、カメラボディ１内のレンズ制御マイコン＋データ記憶装置２２０側で実施するという方法を取ることも可能である。

ここで、レンズ光学系は、本発明の光学系の１例である。レンズ制御用マイコン＋データ記憶装置２２０は、本発明の通信用手段の１例と記憶手段である。連結装置２３０は、本発明の連結手段の１例である。Ｆ値、被写体距離、ズーム状態は、本発明のレンズ状態条件の１例である。記憶手段に記憶される倍率色収差補正用データは、即値であってもよいし、再現可能なデータ変換を施したデータであってもよい。信号処理装置色収差補正演算部１０３は、本発明の画像信号処理装置の１例である。倍率色収差補正用データのカメラボディ２固有の条件であるところの撮像素子画素数及び画素ピッチを反映した画素スケール単位データへの変換は、画像信号処理装置で行ってもよいし、カメラ出力対応外部画像信号処理プログラム装置で行ってもよい。電子補正は信号処理装置色収差補正演算部１０３で行ってもよいし、カメラ出力対応外部画像処理プログラム装置で行ってもよい。

本発明は、残存倍率色収差性能の異なる交換可能な複数の交換レンズ群、及び撮像素子画素数及び画素ピッチの異なる複数種類のカメラボディ群からなる交換レンズカメラシステムにおいて適用可能であり、いわゆるデジタル一眼レフカメラ交換レンズシステムについて利用が可能である。

本発明に係る色収差補正機能付交換レンズカメラの構成の一例を示す図 実施の形態１における記憶データの１例を示す図

符号の説明

１ カメラボディ
１０１ 撮像素子
１０２ 信号処理装置
１０３ 信号処理装置色収差補正演算制御部
１０５ シャッター
１１０ 光学ファインダー装置
１１１ 接眼レンズ
１２０ システム制御マイコン＋データ記憶装置
１２１ 液晶表示装置
１２３ 操作部
１３０ カメラボディ側連結装置
１４０ カメラボディ側通信用接点
２ レンズユニット
２０１ フォーカシング用レンズ群
２０２ フォーカシング機構＋アクチュエータ
２０５ 絞り装置
２１０ ズーム用レンズ群
２１１ ズームエンコーダ
２２０ レンズ制御用マイコン＋データ記憶装置
２３０ レンズユニット側連結装置
２４０ レンズユニット側通信用接点
３ 撮像用光線

Claims (6)

1. 被写体像を所定の位置に結像させる為の光学系と、複数のデータを記憶可能な記憶手段と、記憶データをカメラボディに通信可能とする通信用手段と、カメラボディとの着脱を自在に行う為の連結手段とを持つレンズユニットと、前記レンズユニットを着脱自在であり、かつ前記レンズユニットとのデータ通信可能に構成されたカメラボディとから成る交換レンズカメラシステムにおいて、前記レンズユニット内の記憶手段内に、複数のレンズ状態条件に対応する複数の倍率色収差補正用のデータを、記憶し、または再現可能なデータ変換を施したデータとして記憶し、システムの動作時にはこれらのデータを通信によって前記カメラボディ内への移動を行い、前記カメラボディ内の画像信号処理装置、或いはカメラ出力対応外部画像信号処理プログラム装置上にて前記複数の倍率色収差補正用データを、前記カメラボディ固有の条件であるところの撮像素子画素数及び画素ピッチを反映した画素スケール単位データへの変換を行い、これらのデータによって前記レンズユニット内の光学系の残存倍率色収差の電子補正を行うことを特徴とする色収差補正機能付交換レンズカメラ。
2. 前記レンズユニットから前記カメラボディへの倍率色収差補正用データの通信は前記レンズユニットと前記カメラボディの連結後に一括で行われ、撮影時には別途レンズ状態条件を前記レンズユニットから前記カメラボディに通信することによって前記カメラボディ内において必要な倍率色収差補正用データが選択決定、或いは演算算出され、その後に前記カメラボディ固有の条件であるところの撮像素子画素数及び画素ピッチを反映した画素スケール単位データへの変換を行うことを特徴とする請求項１記載の色収差補正機能付交換レンズカメラ。
3. 前記レンズユニットから前記カメラボディへの倍率色収差補正用データの通信は、撮影時に、前記レンズユニット内部にてレンズ状態条件を参照することによって必要なデータを選択決定、或いは演算算出を行った後、必要なデータの前記カメラボディへの送信を行うことを特徴とする請求項１記載の色収差補正機能付交換レンズカメラ。
4. 前記記憶データは１個以上の像高に対応する、色再現信号処理装置にて使用される３個の色信号の内の１個の色信号による像位置に対する残りの２個の色信号のそれぞれ前記１個の色信号による像位置からの像高方向ズレ量に対応するデータであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の色収差補正機能付交換レンズカメラ。
5. 前記複数のレンズ状態条件はＦ値、被写体距離、ズームレンズの場合のズーム位置の内の少なくとも１個以上の条件についての複数の状態であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の色収差補正機能付交換レンズカメラ。
6. 前記電子補正はカメラボディ内信号処理装置或いはカメラ出力対応外部画像処理プログラム装置で使用される３個の色信号について所定の像高での補正データに基づいてそれぞれ３個の色信号の像高が異なる状態となるように電子ズーム動作を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の色収差補正機能付交換レンズカメラ。

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