JP3876724B2 - カメラシステムおよび撮影レンズ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、収差の影響を低減することが可能なカメラシステムおよび撮影レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カメラシステムとして、従来の銀塩カメラだけでなく、電子スチルカメラが利用されている。電子スチルカメラは、撮影光学系によって結像される被写体像をＣＣＤ（Charge Coupled Device;電荷結合素子）等の撮像素子を利用して電気信号に光電変換し、これにより得られた電気的な画像信号をデジタルデータなどの画像データとして記録媒体等に記録し得るように構成されたものである。
【０００３】
電子スチルカメラについては、撮影レンズ、撮像部（ＣＣＤ）、記録部等が一体として構成されるタイプ（いわゆる「一体型」）の他、撮影レンズを交換することが可能なタイプ（いわゆる「レンズ交換型」）が存在する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレンズ交換型のカメラシステムにおいては、交換レンズに固有の収差が十分に補正されない状況が発生し得るという問題がある。以下、この問題について説明する。
【０００５】
実際のレンズには一般的に収差が存在する。そして、このようなレンズの収差に起因する画質への悪影響を低減するためには、画面全体として最も良好な画像を得ることが可能な位置である「最良像面位置」（後述）にＣＣＤを配置することが好ましい。
【０００６】
ところで、たとえば、電子スチルカメラにおいては、１／２．７インチタイプ、１／２インチタイプ、２／３インチタイプなど、様々なサイズのＣＣＤが利用されている。
【０００７】
しかしながら、このような様々なサイズのＣＣＤを有するカメラボディに、撮影レンズを装着する場合には、ＣＣＤのサイズに応じて最良像面位置が異なる（後述）にもかかわらずレンズの特性が不明であるため、収差の影響を十分に抑制することができないという問題がある。
【０００８】
あるいは、カメラボディ側で採用するＡＦ（オートフォーカス）方式が異なる場合も存在する。この場合においても、レンズの特性が不明であるため、収差の影響を十分に抑制することができないという問題がある。
【０００９】
また、絞りの程度に応じても最良像面位置は異なり、さらには被写体の色に応じても最良像面位置は異なる。これらの場合においても、レンズの特性が不明であるため、収差の影響を抑制することが十分にはできていないという問題がある。
【００１０】
以上のように、各種の特性量に応じて、レンズの収差を軽減するための最良像面位置は異なるにもかかわらず、レンズの特性が不明であるため、収差の影響を抑制することが十分にはできていないという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、収差の影響を低減することにより高画質化を図ることが可能なカメラシステムおよび撮影レンズを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、カメラシステムであって、少なくとも１枚のレンズを含む光学系を有する撮影レンズと、前記撮影レンズが着脱可能に装着されるカメラボディと、を備え、前記撮影レンズは、前記光学系が所定の焦点距離を有するときの、所定の特性量に応じた複数の最良像面位置に関する情報を格納する格納手段と、前記格納手段に格納された情報を前記カメラボディに対して伝送する伝送手段と、を有し、前記格納手段は、前記所定の特性量に応じた複数の最良像面位置に関する情報として、複数の自動焦点検出方式のそれぞれに応じた複数の最良像面位置に関する情報を格納していることを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、カメラボディに対して着脱可能な撮影レンズであって、少なくとも１枚のレンズを含む光学系と、前記光学系が所定の焦点距離を有するときの、所定の特性量に応じた複数の最良像面位置に関する情報を格納する格納手段と、前記格納手段に格納された情報を前記カメラボディに対して伝送する伝送手段と、を備え、前記格納手段は、前記所定の特性量に応じた複数の最良像面位置に関する情報として、複数の自動焦点検出方式のそれぞれに応じた複数の最良像面位置に関する情報を格納していることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
＜Ａ．第１実施形態＞
＜Ａ１．カメラシステム１の構成＞
図１〜図３は、本発明の第１実施形態に係るデジタルカメラシステム（以下、単にデジタルカメラとも称する）１の構成を示す概略図であり、図１は平面図、図２は図１のII−II位置から見た断面図、図３は背面図に相当する。これらの図は必ずしも三角図法に則っているものではなく、デジタルカメラ１の構成を概念的に例示することを主眼としている。
【００１９】
デジタルカメラ１は、カメラボディ（カメラ本体部）２と、このカメラボディ２のレンズマウント部Ｍｔに着脱可能な交換レンズ（撮影レンズ）３とを備えている。そして、所定のカメラボディ２には、複数の交換レンズ３を交換して装着することができる。あるいは逆に、所定の交換レンズ３を、複数のカメラボディ２に対して選択的に装着することも可能である。以下では、これらの複数の組合せのうちの１つの組合せとして構成されるデジタルカメラシステムについて詳述するものとする。
【００２０】
交換レンズ３の光軸方向Ｌの後方には、カメラボディ２内の後部上方の枢支部２１に回動可能に枢支されたクイックリターンミラーＭ１が配設され、さらにこのクイックリターンミラーＭ１の光軸方向Ｌの後方には、フォーカルプレーンシャッター２２と、さらにその後方にカラーエリアセンサのＣＣＤ２３とが配置されている。
【００２１】
このＣＣＤ２３の前面には、ＣＣＤ２３からのアナログ画像信号のサンプリング時の折り返しノイズの影響を抑える空間ローパスフィルタ２４が配設されている。
【００２２】
カメラボディ２では、クイックリターンミラーＭ１の上方位置において、銀塩カメラのファインダーに相当する光学部位２５が形成されており、この光学部位２５には、フォーカシングスクリーン２５１を介してペンタ形プリズム２５２が設けられている。さらに、このプリズム２５２とファインダー窓２５４との間には、接眼レンズ２５３が配置されている。このクイックリターンミラーＭ１、プリズム２５２および接眼レンズ２５３により、光学ファインダーを形成することとなる。
【００２３】
デジタルカメラ１において自動焦点検出動作（オートフォーカス動作）を行う場合には、クイックリターンミラーＭ１は、シャッターボタン２９が撮影者によって全押しされるまで、図２に示すように光軸に対して４５度の角度で傾斜した定常位置にあり、交換レンズ３からの光軸Ｌをフォーカシングスクリーン２５１へと向かわせる。シャッターボタン２９が全押しされると、枢支部２１を中心として、ほぼ水平位置まで上方に回動して交換レンズ３からの光路を開放する。
【００２４】
サブミラーＭ２は、クイックリターンミラーＭ１に一体化されたミラーであり、クイックリターンミラーＭ１に部分的に設けられたハーフミラー部を透過した光学像を、このサブミラーＭ２で測距センサ２６に向かわせる。測距センサ２６は、被写体までの距離を検出して交換レンズ３に内蔵されるレンズ群を自動合焦されるものである。このデジタルカメラ１は、オートフォーカス方式として「位相差方式」を採用している。
【００２５】
また、カメラボディ２の内部には、交換レンズ３に含まれる複数の構成レンズ３ａのいずれかを光軸方向Ｌに駆動するためのモータ２７が設けられている。このモータ２７を駆動することによって、合焦動作（フォーカス動作）を行うことができる。また、操作者は、交換レンズ３に設けられたズームリングを回転させることによって、撮影倍率変更動作（ズーム動作）を手動で行うことが可能である。さらに、カメラボディ２の内部には、デジタルカメラ１に電力を供給する４本の電池Ｅと、撮影された画像データなどを記録するメモリカード９とが装着可能となっている。
【００２６】
カメラボディ２の背面には、ＣＣＤ２３の出力に基づいて得られた画像を表示する液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)３１が設けられるとともに、「撮影モード」と「再生モード」などを切換設定する切替スイッチ３２が設けられている。撮影モードは、写真撮影を行なうモードであり、再生モードは、メモリカード９に記録された撮影画像をＬＣＤ３１に再生表示するモードである。
【００２７】
デジタルカメラ１の背面右方には、十字キー３３が設けられており、ボタンＵ、Ｄ、Ｌ、Ｒで各種操作が行える。また、カメラ本体部２の背面には、デジタルカメラ１の電源を入り切りする電源スイッチ３４が設けられている。
【００２８】
また、カメラボディ２の内部空間において、各種の制御を行うコントローラ２０（図２）が設けられている。
【００２９】
交換レンズ３は、その内部に、複数の構成レンズ３ａとレンズＲＯＭ３０とを備えている。レンズＲＯＭ３０には、その交換レンズ３に固有の「最良像面位置」に関する情報を格納している。後述するように、最良像面位置に関する情報は、レンズごとの特性に応じて異なる情報、すなわちレンズ固有の情報である。コントローラ２０は、このレンズＲＯＭ３０に格納されている最良像面位置に関する情報を用いることによって、ＣＣＤを配置すべき位置である最良像面位置（後述）をより正確に求めることが可能になる。これにより、さらに高画質の画像を取得することが可能になる。
【００３０】
たとえば、この交換レンズ３を異なる種類のカメラボディ２に対して装着する場合、後述するように、各カメラボディ２に内蔵されているＣＣＤの大きさが相違すると、最良像面位置は互いに異なるものとなっている。この第１実施形態においては、上記のレンズＲＯＭ３０に格納されている像面位置情報を用いることによって、カメラボディ２に設けられたＣＣＤのサイズに応じた最良像面位置をより適切に求める。これにより、高画質の画像を取得することが可能になる。
【００３１】
図４は、レンズマウント部Ｍｔの要部構成を示す図である。
【００３２】
レンズマウント部Ｍｔには、交換レンズ３が装着可能となっており、レンズ駆動軸ＣＮａとコネクタＣＮｂとが設けられている。
【００３３】
レンズ駆動軸ＣＮａは、モータ２７に接続し、交換レンズ３内のレンズを移動させる駆動力を伝達する。コネクタＣＮｂは、カメラボディ２と交換レンズ３とを電気的に接続するための部位である。
【００３４】
また、このカメラボディ２側のコネクタＣＮｂと接続するためのコネクタＣＮｃ（図２）が交換レンズ３に設けられている。
【００３５】
これらのコネクタＣＮｂ，ＣＮｃを用いることによって、交換レンズ３のレンズＲＯＭ３０に格納されている「像面位置情報」は、カメラボディ２に対して伝送される。すなわち、これらのコネクタＣＮｂ，ＣＮｃは、レンズＲＯＭ３０内に格納された情報を、交換レンズ３とカメラボディ２との間で伝送する伝送手段として機能する。
【００３６】
＜Ａ２．原理＞
つぎに、この発明の第１実施形態に係る原理について説明する。
【００３７】
一般に、或る物点からの光線は、レンズに入射した後に所定の像点において像を結ぶ。この像点は、各物点の光軸からのずれ量に応じて、光軸からずれた位置に存在する。そして、光軸に垂直な所定平面内に存在する複数の物点からの光線は、理想的には、光軸に垂直な像側の所定平面内に結像する。
【００３８】
ただし、実際にはこのような理想的なレンズを作成することは困難であり、レンズには収差が存在する。具体的には、光軸に垂直な所定平面内に存在する複数の物点からの光線は、厳密には同一平面内に結像しない。各物点の光軸からのずれ量が異なると各物点に対応する各像点の光軸方向における位置も異なっているのである。この結果、像点の集合として得られる面は、平面ではなく、曲面となる。このように、レンズにおいては「像面湾曲」と呼ばれる収差が存在する。したがって、各像点の光軸方向における位置は、各像点の像高（光軸に垂直な方向における光軸からのずれ量）に応じて異なっていることになる。
【００３９】
図５は、このような状況を示す図である。図５における像面Ｓ１は、複数の像高ｈ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３など）のそれぞれに対応する像点の集合（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３など）として形成される曲面である。図５において、縦軸は像高ｈを示し、横軸は各像点の光軸方向における基準位置からのずれ量（デフォーカス量）を示している。
【００４０】
さて、デジタルカメラにおいては、レンズからの光を電気に変換して画像が形成される。そのため、たとえば光電変換素子であるＣＣＤなどが撮像素子としてレンズの焦点位置付近に配置される。このＣＣＤは、複数の光電変換素子が平面上に２次元的に配列された構造を有しており、ＣＣＤの主面（複数の光電変換素子が配列されている面）の法線が光軸と平行になるように（言い換えればＣＣＤの主面が光軸に垂直になるように）光軸上の所定位置に配置される。
【００４１】
レンズは、上述したように、収差を有しているので、ＣＣＤが光軸上のいずれの位置に置かれたとしても、この収差の影響を完全には除去できない。なぜなら、像面が曲面であるのに対してＣＣＤの主面は平らな面であるため、全ての像高の像点をＣＣＤの主面上に位置させることができないからである。この結果、その主面上の少なくともいずれかの位置においては、解像力のやや低い像しか得られないことになる。
【００４２】
ただし、この収差の影響を軽減することは可能である。たとえば、レンズが図５に示されるような像面Ｓ１を有する場合には、所定の位置Ｇ１にＣＣＤをその主面が光軸に垂直になるように配置することにより、ＣＣＤ全体でのぼけの度合いを最小化することができる。この光軸方向における位置Ｇ１は、像点の光軸方向におけるずれ量が最小になる位置と最大になる位置との間の位置として決定される。具体的には、位置Ｇ１は、最小像高Ｈmin（＝ゼロ）に対する像点Ｐ０（基準点）の光軸方向における位置Ｑ０と最大像高Ｈmax（＝Ｈ１）を有する像点Ｐ１の光軸方向における位置Ｑ１との間の位置である。
【００４３】
このように、ＣＣＤを配置する位置（以下、「像面位置」とも称する）のうち、ＣＣＤ全体でのぼけ度合いが最小化（最良化）されるときのＣＣＤ主面の光軸上における位置（たとえば上述の位置Ｇ１）を「最良像面位置」と称するものとする。言い換えれば、「最良像面位置」は、画面全体として最も良好な画像を得ることが可能な位置である。この最良像面位置は、実験的に（または理論的に）求めることができる。
【００４４】
ここにおいて、この最良像面位置は、最大像高Ｈmaxの値に応じて変化する。図５に示すように、最大像高Ｈmaxが値Ｈ１（Ｈmax＝Ｈ１）のときには、最良像面位置は位置Ｇ１である。これに対して、図６に示すように、最大像高Ｈmaxが値Ｈ３（Ｈmax＝Ｈ３＜Ｈ１）のときには最良像面位置は位置Ｇ３に変化する。位置Ｇ３は、位置Ｇ３に比べて基準点Ｐ０寄りの位置である。これは、像高Ｈ３に対する像点Ｐ３が像高Ｈ１に対する像点Ｐ１よりも基準点Ｐ０寄りに位置するからである。
【００４５】
ところで、ＣＣＤには様々な大きさのものが存在し、最大像高Ｈmaxも様々である。図７は、異なる大きさ（広さ）の有効領域（図中において矩形で示す）を有する３つのＣＣＤとその最大像高Ｈmaxとの関係を示す図である。図７においては、３つのうち最も広い有効領域ＳＺ１を有するＣＣＤ（撮像素子）の最大像高Ｈmaxは、値Ｈ１であるものとしている。同様に、最も狭い有効領域ＳＺ３を有するＣＣＤの最大像高Ｈmaxは値Ｈ３であるものとし、両者の中間の広さの有効領域ＳＺ２を有するＣＣＤの最大像高Ｈmaxは値Ｈ２であるものとしている。
【００４６】
様々な大きさのＣＣＤのそれぞれを光軸上において最適な位置に配置するためには、各ＣＣＤに対応する最大像高Ｈmaxに応じて最良像面位置をより適切に求めることが好ましい。そこで、この実施形態においては、カメラ本体側に設けられているＣＣＤのサイズに対応する最大像高Ｈmaxを求め、その最大像高Ｈmaxに応じた最良像面位置Ｇを決定するものとする。
【００４７】
図８は、最大像高Ｈmaxと最良像面位置Ｇとの関係を示す図である。最良像面位置Ｇは、最大像高Ｈmax＝Ｈ１のときに位置Ｇ１となり、最大像高Ｈmax＝Ｈ２（Ｈ２＜Ｈ１）のときに位置Ｇ２となり、最大像高Ｈmax＝Ｈ３（Ｈ３＜Ｈ２）のときに位置Ｇ３となる。以下では、最良像面位置Ｇを、基準点Ｐ０からのずれ量（デフォーカス量）Δｄｆを用いて表現するものとする。各位置Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３のずれ量Δｄｆがそれぞれ値ｇ１，ｇ２，ｇ３であるとすると、これらの３つの値ｇ１，g２，g３の関係は、ｇ３＜ｇ２＜ｇ１となる。
【００４８】
また、最大像高Ｈmaxと最良像面位置Ｇ（ずれ量Δｄｆ）との関係は、様々な近似曲線を用いて表現することができる。図８においては、１次の近似曲線ＡＣ１と２次の近似曲線ＡＣ２とが例示されている。
【００４９】
１次近似の場合には、ずれ量Δｄｆは次の数１で表現される。
【００５０】
【数１】

【００５１】
ここで、Ｃd，Ｃeは適宜の係数であり、複数の測定結果等に基づいて回帰演算等の統計処理を施すことによって求めることができる。
【００５２】
また、２次近似の場合には、ずれ量Δｄｆは次の数２で表現される。
【００５３】
【数２】

【００５４】
ここで、Ｃa，Ｃｂ，Ｃcは適宜の係数であり、複数の測定結果等に基づいて回帰演算等の統計処理を施すことによって求めることができる。
【００５５】
図８に示されるように、１次の近似曲線ＡＣ１は、最大像高Ｈmaxとずれ量Δｄｆとの関係を或る程度的確に表現している。また、２次の近似曲線ＡＣ２は、最大像高Ｈmaxとずれ量Δｄｆとの関係をさらに的確に表現している。さらに高次の近似曲線を用いることも可能であるが、近似の程度と係数の数とのバランスを考慮すると例えば２次程度が好ましい。
【００５６】
このようにして、いくつかの測定結果等に基づく近似曲線を用いることによれば、全ての最大像高Ｈmaxに対して最良像面位置をあらかじめ求めておく必要がなくなる。したがって、容易に最大像高Ｈmaxと最良像面位置Ｇ（ずれ量Δｄｆ）との関係を比較的容易に取得することができる。
【００５７】
また、このような近似曲線を用いることによって、両者の関係を表現するための情報量を削減することも可能である。たとえば、２次の近似曲線を用いる場合には、３つの係数Ｃa，Ｃｂ，Ｃcをあらかじめ取得して記憶しておけばよい。これにより、パラメータの組（Ｈmax，Δｄｆ）についての複数の測定結果を記憶しておく場合に比べて、情報量を削減することができる。すなわち、メモリ容量の有効利用を図ることができる。
【００５８】
さらに、ズームレンズにおいてレンズの焦点距離を変更して撮影倍率を変更する場合においては、ズームレンズを構成する複数の構成レンズの位置関係が変化するため、像面の状況も変化する。したがって、最大像高Ｈmaxと最良像面位置Ｇ（ずれ量Δｄｆ）との関係を、各焦点距離について求めておくことが好ましい。たとえば、２次の近似曲線を用いる場合には、３つの係数Ｃa，Ｃｂ，Ｃcを複数の焦点距離のそれぞれについて求めておくことが好ましい。
【００５９】
また、カメラから被写体までの距離（以下、「撮影距離」とも称する）によっても、像面の状況は変化する。したがって、最大像高Ｈmaxと最良像面位置Ｇ（ずれ量Δｄｆ）との関係を、各撮影距離について求めておくことが好ましい。たとえば、２次の近似曲線を用いる場合には、３つの係数Ｃa，Ｃｂ，Ｃcを複数の撮影距離のそれぞれについて求めておくことが好ましい。
【００６０】
図９は、係数Ｃａに関する情報が記憶されたテーブルＴＢａを示す概念図であり、図１０は、係数Ｃｂに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｂを示す概念図であり、図１１は、係数Ｃｃに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｃを示す概念図である。ここで、係数Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃは、最大像高Ｈmaxと最良像面位置Ｇとの関係を表す２次近似曲線の３つの係数であり、焦点距離と撮影距離との複数の組合せのそれぞれに対して求められている。具体的には、テーブルＴＢａにおいては、焦点距離と撮影距離との組合せ（ｉ，ｊ）に対して、係数Ｃａは値Ａｉｊである旨が格納されている。同様に、焦点距離と撮影距離との同じ組合せ（ｉ，ｊ）に対して、係数Ｃｂが値Ｂｉｊである旨がテーブルＴＢｂに格納されており、係数Ｃｃが値Ｃｉｊである旨がテーブルＴＢｃに格納されている。
【００６１】
たとえば、最もワイド側（広角側）、すなわちワイド端の焦点距離で無限遠の被写体を撮影する場合には、図９〜図１１に示されるように、係数の組（Ｃa，Ｃｂ，Ｃｃ）として値（Ａ１０，Ｂ１０，Ｃ１０）が決定される。また、最もテレ側（望遠側）、すなわちテレ端の焦点距離で最近接の被写体を撮影する場合には、図９〜図１１に示されるように、係数の組（Ｃa，Ｃｂ，Ｃｃ）として値（Ａｍｎ，Ｂｍｎ，Ｃｍｎ）が決定される。
【００６２】
このようにして決定された係数の組（Ｃa，Ｃｂ，Ｃｃ）により得られる２次近似曲線ＡＣ２を用いて、ＣＣＤの有効画像領域の最大像高Ｈmaxに対応する最良像面位置Ｇを求めればよい。これにより、最大像高を考慮しつつ、収差に起因するぼけの度合いを軽減することが可能である。
【００６３】
＜Ａ３．動作＞
図１２は、第１実施形態における動作を示すフローチャートである。図１２を参照しながら、デジタルカメラ１の動作について説明する。
【００６４】
まず、ステップＳＰ１１においてカメラが起動すると、ステップＳＰ１２において様々な初期設定動作が行われる。この初期設定動作が完了すると撮影準備が完了する。
【００６５】
そして、ステップＳＰ１３において、シャッターボタン２９が半押し状態にされた旨が判定されると、次のステップＳＰ１４に進む。なお、シャッターボタン２９は、２段階スイッチとして機能する。具体的には、半押し状態でスイッチＳＷ１がオン状態となり、全押し状態でスイッチＳＷ２がオン状態となる。
【００６６】
ステップＳＰ１４において、カメラボディ２内のコントローラ２０（制御部）は、交換レンズ３から最良像面位置に関する情報を取得する。具体的には、その撮影時点の焦点距離および撮影距離に応じた３つの係数Ｃa，Ｃｂ，Ｃｃを取得する。これらの係数Ｃa，Ｃｂ，Ｃｃは、最大像高Ｈmaxと最良像面位置Ｇとの関係を２次近似で規定するための係数である。なお、コントローラ２０は、この撮影距離としては、所定方式のオートフォーカスによって測定された被写体までの測定値を用いればよく、この焦点距離としては、交換レンズ３に設けられたエンコーダ等からの信号に基づいて算出された値を用いればよい。
【００６７】
ステップＳＰ１５において、コントローラ２０は、カメラボディ２内のデータ格納部ＤＢからＣＣＤのサイズに関する情報を取得する。
【００６８】
さらにステップＳＰ１６においては、コントローラ２０は、ＣＣＤのサイズ情報から最大像高Ｈmaxを算出し、ステップＳＰ１４で取得した係数Ｃa，Ｃｂ，Ｃｃによって表現される近似曲線に基づいて、その最大像高Ｈmaxに対する最良像面位置Ｇを求める。具体的には、この最良像面位置Ｇは、上述の数２を用いることによりデフォーカス量Δｄｆとして求められる。
【００６９】
そして、ステップＳＰ１７において、コントローラ２０は、レンズの駆動量を算出して、レンズを駆動する。上記のデフォーカス量Δｄｆは、レンズ特性を考慮して像面位置（ＣＣＤの位置）を補正するための補正量であり、レンズの駆動量は、所定方式のオートフォーカス動作によって得られた基準合焦位置（合焦レンズ位置）と（レンズの）現在位置との差を表す値を上記のデフォーカス量Δｄｆを用いて補正した値として算出される。そして、算出された駆動量にしたがってレンズが駆動されることによって、ＣＣＤは、最良像面位置に配置されることになる。
【００７０】
さらに、ステップＳＰ１８において、シャッターボタン２９が全押し状態になっていることが確認されると、ステップＳＰ１９に進み、撮影画像の取得処理が行われる。ステップＳＰ１７におけるレンズ移動によって、ＣＣＤは最良像面位置に配置されているので、全体的にぼけの少ない高画質の撮影画像を取得することが可能である。
【００７１】
以上のように、第１実施形態のデジタルカメラによれば、最大像高Ｈmaxに応じた複数の最良像面位置に関する情報が撮影レンズのレンズＲＯＭ３０に格納され、その格納された情報がカメラボディ２に対して伝送される。したがって、レンズの特性を考慮した画像を撮影することが可能になる。言い換えれば、収差の影響を低減して高画質の画像を撮影することが可能である。
【００７２】
また、最大像高Ｈmaxと最良像面位置Ｇとの関係は、焦点距離および撮影距離ごとに格納されているので、最良像面位置をより高精度に求めることができる。したがって、さらに高画質の画像を撮影することができる。
【００７３】
さらに、最大像高Ｈmaxと最良像面位置Ｇとの関係は、近似曲線の係数情報として格納されている。したがって、情報量を削減し、メモリを有効に利用することができる。
【００７４】
＜Ｂ．第２実施形態＞
＜Ｂ１．概要＞
つぎに、第２実施形態について説明する。この第２実施形態のデジタルカメラも第１実施形態のデジタルカメラと同様の構成等を有している。以下では、相違点を中心に説明する。
【００７５】
上記の第１実施形態においては、最大像高（ひいてはＣＣＤのサイズ）に応じた最良像面位置を求めることにより、光学系に対するＣＣＤの相対位置を補正する場合について説明した。
【００７６】
これに対して、この第２実施形態においては、絞りの程度（Ｆナンバーの値）が変化する場合において、その絞りの程度に応じた最良像面位置を求めて光学系に対するＣＣＤの相対位置を補正する動作について説明する。なお、この第２実施形態では、ＣＣＤは所定のサイズを有するものとし、ＣＣＤサイズの相違による最良像面位置の相違は考慮しないものとする。
【００７７】
まず、絞りの程度が相違するときには最良像面位置が相違することについて説明する。
【００７８】
図１３は、光軸上の光束に関する球面収差について説明する図である。図１３に示すように、光軸Ｌ上の光束（以下、「軸上光束」とも称する）がレンズに入射する場合、この軸上光束に含まれる各光線は、レンズが球面であることに起因して、レンズへの各入射高Ｉｈに応じてその結像位置が異なる。すなわち、いわゆる球面収差が発生する。通常、ＣＣＤは、光軸ＬがＣＣＤの中心を通るように配置されるので、この軸上光束の球面収差に起因して「画面中央部分」の像にいわゆる「ぼけ」が発生することになる。なお、図１３のグラフにおいて、縦軸は入射高Ｉｈを示し、横軸は基準位置からのずれ量（縦収差）を示している。また、図１３の曲線ＣＬ１は、各入射高Ｉｈを有する各光線ＬＢについての光軸Ｌとの交点をつなげていくことによって形成される曲線、すなわち球面収差曲線である。
【００７９】
これに対して、このような軸上光束の像（すなわち画面中央部分の像）のぼけを軽減するためには、位置ＩＱ０と位置ＩＱ１との間の所定位置ＩＧ１にＣＣＤを配置することが好ましい。ここで、位置ＩＱ１は、値Ｉｈ１の入射高を有する入射光線ＬＢ１がレンズから出射された後において光軸Ｌと交わる点であり、位置ＩＱ０は、ゼロ近傍の値（理想的にはゼロ）の入射高を有する入射光線ＬＢ０がレンズから出射された後において光軸Ｌと交わる点である。
【００８０】
ところで、絞りの状態が変化すると、光軸上の光束（軸上光束）に関して、最大入射高Ｉｈmaxが変化する。たとえば、軸上光束の最大入射高Ｉｈmaxは、絞り開放時には値Ｉｈ１である（図１３）のに対して、Ｆナンバーが８．０のとき（Ｆ８．０）には値Ｉｈ２（＜Ｉｈ１）に減少する（図１４）。このとき、図１４に示されるように、値Ｉｈ２より大きな入射高を有する光線（たとえば光線ＬＢ１）は、絞りに遮られてＣＣＤに入射しない。
【００８１】
このため、発生する収差の範囲が変化する。具体的には、絞り解放時には、位置ＩＱ０と位置ＩＱ１との間の範囲の収差が発生するのに対して、絞りをＦ８．０にまで絞ったときには、位置ＩＱ０と位置ＩＱ２との間の範囲の収差が発生している。なお、位置ＩＱ２は、位置ＩＱ１よりも基準点Ｐ０側寄りの位置である。
【００８２】
したがって、この場合には、この軸上光束の像（すなわち画面中央部分の像）のぼけを軽減するため、ＣＣＤは、位置ＩＧ１よりも基準点Ｐ０側寄りの位置である位置ＩＧ２に配置することが好ましい。このように、絞りの程度を変化させるときには、軸上光束の最大入射高の変化に伴って収差の存在範囲等が変化することをも考慮して、ＣＣＤの位置を決定することが好ましい。
【００８３】
さて、ここまでは、軸上光束がレンズに入射する場合の収差等について考察してきたが、軸外の光束（以下、「軸外光束」とも称する）がレンズに入射する場合にも収差が生じる。そして、ここでは詳細説明を省略するが、この軸外光束に関する収差の存在範囲も、「絞りの程度」に応じて相違する。
【００８４】
したがって、軸上光束の像（すなわち画面中央部分の像）のぼけ度合いだけでなく軸外光束の像（すなわち画面周辺部分の像）のぼけ度合いを含め、様々な角度から入射する複数の光束についてのぼけ度合い（言い換えればＣＣＤ上の複数の位置のぼけ度合い）を最適化するための最良像面位置もまた、絞りの程度に応じて変化することになる。
【００８５】
このような最良像面位置をより正確に求めるためには、絞り値（Ｆナンバー）Ｆｎｏと最良像面位置Ｇとの関係を、複数の測定点についてあらかじめ取得しておき、これらの複数のパラメータの組（Ｆｎｏ，Δｄｆ）についての複数の測定結果を所定の記憶部に記憶しておけばよい。記憶された測定結果を用いることによって、撮影時の絞り値Ｆｎｏに応じたデフォーカス量Δｄｆを求めることができる。
【００８６】
あるいは、近似曲線を用いて、両者の関係（絞り値と最良像面位置との関係）を表現するようにしてもよい。これによれば、情報量を削減すること（メモリ容量の有効利用）を図ることができる。たとえば、１次の近似曲線を用いる場合には、次の数３における２つの係数Ｃｍ，Ｃｎをあらかじめ取得して所定の記憶部に記憶しておけばよい。
【００８７】
【数３】

【００８８】
あるいは、２次の近似曲線を用いる場合には、次の数４における３つの係数Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｈをあらかじめ取得して所定の記憶部（たとえばレンズＲＯＭ３０）に記憶しておけばよい。
【００８９】
【数４】

【００９０】
さらに、ズームレンズにおいてレンズの焦点距離を変更して撮影倍率を変更する場合においては、ズームレンズを構成する複数の構成レンズの位置関係が変化するため、像面の状況も変化する。したがって、絞り値Ｆｎｏと最良像面位置Ｇ（ずれ量Δｄｆ）との関係を、各焦点距離について求めておくことが好ましい。たとえば、１次の近似曲線を用いる場合には、２つの係数Ｃｍ，Ｃｎを複数の焦点距離のそれぞれについて求めておくことが好ましい。
【００９１】
また、カメラから被写体までの距離（撮影距離）によっても、像面の状況は変化する。したがって、最大像高Ｈmaxと最良像面位置Ｇ（ずれ量Δｄｆ）との関係を、各撮影距離について求めておくことが好ましい。たとえば、１次の近似曲線を用いる場合には、２つの係数Ｃｍ，Ｃｎを複数の撮影距離のそれぞれについて求めておくことが好ましい。
【００９２】
図１５は、係数Ｃｍに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｍを示す概念図であり、図１６は、係数Ｃｎに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｎを示す概念図である。ここで、係数Ｃｍ，Ｃｎは、絞り値と最良像面位置との関係を表す１次近似曲線の２つの係数であり、焦点距離と撮影距離との複数の組合せのそれぞれに対して求められている。具体的には、テーブルＴＢｍにおいては、焦点距離と撮影距離との組合せ（ｉ，ｊ）に対して、係数Ｃｍは値Ｍｉｊである旨が格納されている。また、テーブルＴＢｎにおいては、焦点距離と撮影距離との同じ組合せ（ｉ，ｊ）に対して、係数Ｃｎが値Ｎｉｊである旨が格納されている。
【００９３】
たとえば、最もワイド側の焦点距離で無限遠の被写体を撮影する場合には、図１５，図１６に示されるように、係数の組（Ｃｍ，Ｃｎ）として値（Ｍ１０，Ｎ１０）が決定される。また、最もテレ側の焦点距離で最近接の被写体を撮影する場合には、図１５，図１６に示されるように、係数の組（Ｃｍ，Ｃｎ）として値（Ｍｍｎ，Ｎｍｎ）が決定される。
【００９４】
そして、このようにして決定された係数の組（Ｃｍ，Ｃｎ）により得られる１次近似曲線を用いて、撮影時の絞りの程度に対応する最良像面位置Ｇを求めればよい。これにより、絞りの程度を考慮しつつ、収差に起因するぼけの度合いを軽減することが可能である。
【００９５】
＜Ｂ２．動作＞
つぎに、図１７のフローチャートを参照しながら、第２実施形態に係るデジタルカメラ１の動作について説明する。
【００９６】
まず、ステップＳＰ２１，ＳＰ２２，ＳＰ２３においては、それぞれ、ステップＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ１３（図１２）と同様の動作が行われる。
【００９７】
次のステップＳＰ２４においては、カメラボディ２内のコントローラ２０は、交換レンズ３から最良像面位置に関する情報を取得する。具体的には、その撮影時点の焦点距離および撮影距離に応じた２つの係数Ｃｍ，Ｃｎを取得する。これらの係数Ｃｍ，Ｃｎは、絞りの程度Ｆｎｏと最良像面位置Ｇとの関係を１次近似で規定するための係数である。
【００９８】
ステップＳＰ２５において、コントローラ２０は、カメラボディ２内のデータ格納部ＤＢから現時点での絞り値（Ｆナンバー）を取得する。
【００９９】
さらにステップＳＰ２６においては、コントローラ２０は、ステップＳＰ２４で取得した係数Ｃｍ，Ｃｎによって表現される近似曲線（この場合は直線）に基づいて、ステップＳＰ２５で取得した絞り値に対する最良像面位置Ｇを求める。具体的には、この最良像面位置Ｇは、デフォーカス量Δｄｆとして求められる。
【０１００】
そして、ステップＳＰ２７において、コントローラ２０は、レンズの駆動量を算出して、レンズを駆動する。上記のデフォーカス量Δｄｆは、像面位置を補正するための補正量であり、レンズの駆動量は、所定方式のオートフォーカス動作によって得られた基準合焦位置（合焦レンズ位置）と現在位置との差を表す値をこのデフォーカス量Δｄｆを用いて補正した値として算出される。そして、算出された駆動量にしたがってレンズが駆動されることによって、ＣＣＤは、最良像面位置に配置されることになる。
【０１０１】
ステップＳＰ２８，ＳＰ２９は、ステップＳＰ１８，ＳＰ１９と同様である。これにより、撮影画像が取得される。ステップＳＰ２７におけるレンズ移動によって、ＣＣＤは最良像面位置に配置されているので、全体的にぼけの少ない高画質の撮影画像を取得することが可能である。
【０１０２】
以上のように、第２実施形態のデジタルカメラによれば、絞り値に応じた複数の最良像面位置に関する情報が撮影レンズのレンズＲＯＭ３０に格納され、その格納された情報がカメラボディ２に対して伝送される。したがって、収差の影響を低減して高画質の画像を撮影することが可能である。
【０１０３】
＜Ｃ．第３実施形態＞
＜Ｃ１．概要＞
つぎに、第３実施形態について説明する。この第３実施形態のデジタルカメラも第１実施形態のデジタルカメラと同様の構成等を有している。以下では、相違点を中心に説明する。
【０１０４】
この第３実施形態においては、様々な自動焦点検出方式（以下、「ＡＦ方式」とも称する）に応じた複数の最良像面位置に関する情報をレンズＲＯＭ３０内に格納しておき、この情報を用いて収差の影響を低減する技術について説明する。
【０１０５】
デジタルカメラにおける自動焦点検出方式としては、位相差方式およびコントラスト方式などの様々な方式のものが存在する。位相差方式は、２つのセンサに入力する所定波長の光の位相差を検出することによって、合焦状態を判定する方式である。また、コントラスト方式は、レンズ位置を変化させつつ、画像内の所定のオートフォーカスエリア（ＡＦエリア）におけるコントラストが最大となる状態を合焦状態として判定する方式である。
【０１０６】
ところで、これらの各方式においては、利用している光の波長帯域（周波数帯域）が互いに異なっている。
【０１０７】
たとえば、コントラスト方式においては、所定のＡＦエリア内に含まれる可視領域の波長の光の像についてのコントラストが利用されている。したがって、この方式では、比較的広い幅の帯域の光が利用されていることになる。
【０１０８】
一方、位相差方式においては、たとえば、赤外領域の波長の光、あるいは、一部の可視領域の波長の光が用いられる。したがって、この位相差方式では、比較的狭い幅の帯域の光が利用されていることになる。
【０１０９】
このように、両方式において利用される光の波長帯域は、その一部が重複することがあるとしても互いに異なるものである。言い換えれば、位相差方式で利用される光の波長帯域とコントラスト方式で利用される光の波長帯域とを比較すると、これら２つの波長帯域に含まれる波長の主成分（あるいは波長の最大値／最小値）が互いに異なっているのである。すなわち、位相差方式とコントラスト方式とでは、利用する光の波長帯域が異なっている。
【０１１０】
また、光はその波長によって屈折率が異なるため、像面も波長によって異なるものとなる。したがって、最良像面位置Ｇも各波長に応じて互いに異なるものとなる。
【０１１１】
このため、互いに異なる波長帯域の光を利用する両方式においては、最良像面位置は互いに異なるものとなる。このような事情のため、より正確に最良像面位置を求めるためには、各ＡＦ方式についての補正量を求めることが好ましい。
【０１１２】
この第３実施形態においては、上述の事情を考慮して、交換レンズ３内のレンズＲＯＭ３０内に、各ＡＦ方式に応じた複数の最良像面位置をあらかじめ記憶しておく。そして、カメラボディ２側で採用されているＡＦ方式に応じて、最良像面位置を求める。より具体的には、この最良像面位置を基準合焦位置からのずれ量（デフォーカス量）Δｄｆとして求め、レンズ駆動量を決定してレンズを駆動する。
【０１１３】
また、上述したように、最良像面位置は、焦点距離に応じても変化するため、上記のＡＦ方式に応じた複数の最良像面位置に関する情報を、焦点距離ごとに求めることが好ましい。さらには、最良像面位置は、撮影距離に応じても変化するため、上記のＡＦ方式に応じた複数の最良像面位置に関する情報を、撮影距離ごとに求めることが好ましい。
【０１１４】
そこで、この第３実施形態においては、ＡＦ方式に応じた複数の最良像面位置に関する情報を、焦点距離と撮影距離との複数の組合せのそれぞれについて求めるものとする。
【０１１５】
図１８および図１９は、それぞれ、「位相差方式」での最良像面位置に関する情報を格納したテーブルＴＢｐと、「コントラスト方式」での最良像面位置に関する情報を格納したテーブルＴＢｑとを示す図である。この図１８および図１９においては、最良像面位置は、基準合焦位置に対する補正量（ずれ量）として示されている。なお、基準合焦位置は、レンズの収差が存在しないと仮定した場合の合焦状態のレンズ位置として定められ、焦点距離ごとに定められる。
【０１１６】
図１８および図１９に示すように、最良像面位置は、焦点距離および撮影距離の組合せごとに定められている。具体的には、図１８のテーブルＴＢｐにおいては、焦点距離と撮影距離との所定の組合せ（ｉ，ｊ）に対して、位相差方式採用時の補正量ＡＰが値ＡＰｉｊである旨が格納されている。同様に、図１９のテーブルＴＢｑにおいては、焦点距離と撮影距離との同じ組合せ（ｉ，ｊ）に対して、コントラスト方式採用時の補正量ＡＱが値ＡＱｉｊである旨が格納されている。
【０１１７】
さて、撮影倍率が変更等された後に所定の焦点距離を有する状態のレンズで被写体を撮影するときには、各方式に応じた手段によってカメラから被写体までの距離が測定される。そして、被写体を合焦状態にするため、その測定距離に応じた基準合焦位置（レンズ位置）が決定される。この基準合焦位置は、たとえば、別途に設けられたテーブルＴＢｒ（図示せず）に従って決定される。テーブルＴＢｒにおいては、各撮影距離（測定距離）とレンズ位置との関係が規定されている。
【０１１８】
具体的には、ＡＦ方式として位相差方式を採用する場合には、テーブルＴＢｒに従って求められた基準合焦位置ＡＲに対して、テーブルＴＢｐによる補正量ＡＰを加えることによって、そのレンズ位置（目標値）を修正する。レンズを修正後のレンズ位置に移動させることによって、結果的にＣＣＤが最良像面位置に配置されることになる。
【０１１９】
これに対して、ＡＦ方式としてコントラスト方式を採用する場合には、テーブルＴＢｒに従って求められた基準合焦位置ＡＲに対して、今度はテーブルＴＢｑによる補正量ＡＱを加えることによって、そのレンズ位置（目標値）を修正する。レンズを修正後のレンズ位置に移動させることによって、結果的にＣＣＤが最良像面位置に配置されることになる。
【０１２０】
たとえば、最もワイド側の焦点距離で無限遠の被写体を撮影する場合には、まずテーブルＴＢｒに基づいて、その被写体が合焦状態となるようなレンズの基準合焦位置ＡＲが求められる。
【０１２１】
そして、ＡＦ方式として位相差方式を採用している場合には、基準合焦位置ＡＲをテーブルＴＢｐに基づく補正量ＡＰ１０を用いて補正することによって、補正後のレンズ位置ＡＧ１を求める。そして、この補正後のレンズ位置ＡＧ１にレンズを移動させることによって、ＣＣＤを最良像面位置に移動させることができる。
【０１２２】
一方、ＡＦ方式としてコントラスト方式を採用している場合には、テーブルＴＢｑに基づく補正量ＡＱ１０をこの基準合焦位置ＡＲに加えることによって、補正後のレンズ位置ＡＧ２を求める。そして、この補正後のレンズ位置ＡＧ２にレンズを移動させることによって、ＣＣＤを最良像面位置Ｇに配置することができる。
【０１２３】
＜Ｃ２．動作＞
つぎに、図２０のフローチャートを参照しながら、第３実施形態に係るデジタルカメラ１の動作について説明する。
【０１２４】
まず、ステップＳＰ３１，ＳＰ３２，ＳＰ３３においては、それぞれ、ステップＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ１３（図１２）と同様の動作が行われる。
【０１２５】
次のステップＳＰ３４においては、カメラボディ２内のコントローラ２０は、カメラボディ２内のデータ格納部ＤＢからＡＦ方式に関する情報を取得する。ここでは、ＡＦ方式として位相差方式を採用している旨の情報が取得されたものとする。
【０１２６】
そして、ステップＳＰ３５において、カメラボディ２内のコントローラ２０は、交換レンズ３のレンズＲＯＭ３０から最良像面位置に関する情報を取得する。具体的には、レンズＲＯＭ３０内に格納された複数の方式のそれぞれに応じたテーブルＴＢｐ，ＴＢｑ，...の中から、ステップＳＰ３４で取得したＡＦ方式種類に応じたテーブルを選択し、選択したテーブルの中からその撮影時点の焦点距離および撮影距離に応じた補正量ＡＰ（ないしはＡＱ）を取得する。たとえば、カメラボディ２がＡＦ方式として位相差方式を採用している場合において、ワイド端の焦点距離で無限遠の被写体を撮影するときには、テーブルＴＢｐ（図１８）の中からその時点の焦点距離および撮影距離に応じた補正量ＡＰ１０をデフォーカス量Δｄｆとして取得する。
【０１２７】
そして、ステップＳＰ３７において、コントローラ２０は、レンズの駆動量を算出して、レンズを駆動する。上記のデフォーカス量Δｄｆは、像面位置を補正するための補正量であり、レンズの駆動量は、所定方式のオートフォーカス動作によって得られた基準合焦位置ＡＲと現在位置との差を表す値をこのデフォーカス量Δｄｆを用いて補正した値として算出される。算出された駆動量にしたがってレンズが駆動されることによって、ＣＣＤは、最良像面位置に配置されることになる。
【０１２８】
ステップＳＰ３８，ＳＰ３９は、ステップＳＰ１８，ＳＰ１９と同様であり、これらのステップの動作によって、撮影画像が取得される。ステップＳＰ３７におけるレンズ移動によって、ＣＣＤは最良像面位置に配置されているので、全体的にぼけの少ない高画質の撮影画像を取得することが可能である。
【０１２９】
以上のように、第３実施形態のデジタルカメラによれば、ＡＦ方式に応じた複数の最良像面位置に関する情報が撮影レンズのレンズＲＯＭ３０に格納され、その格納された情報がカメラボディ２に対して伝送される。したがって、収差の影響を低減して高画質の画像を撮影することが可能である。
【０１３０】
＜Ｄ．第４実施形態＞
＜Ｄ１．概要＞
つぎに、第４実施形態について説明する。この第４実施形態のデジタルカメラも第１実施形態のデジタルカメラと同様の構成等を有している。以下では、相違点を中心に説明する。
【０１３１】
上記の第１実施形態においては、最大像高（ひいてはＣＣＤのサイズ）に応じた最良像面位置を求めることにより、光学系に対するＣＣＤの相対位置を補正する場合について説明した。
【０１３２】
これに対して、この第４実施形態においては、被写体が有する様々な色傾向に応じて、収差を低減するための最良像面位置を求め、光学系に対するＣＣＤの相対位置を補正する動作について説明する。
【０１３３】
さて、一般的にレンズには色収差が存在する。そのため、波長λに応じて像面は互いに異なるものとなる。したがって、被写体の色に応じて、最良像面位置Ｇが異なることになる。言い換えれば、最良像面位置Ｇは、波長λに応じて異なるものとなる。このような波長λと最良像面位置Ｇ（Δｄｆ）との関係は、上述の最大像高Ｈmaxと最良像面位置Ｇとの関係と同様に、数５のような２次近似曲線で表現することができる。
【０１３４】
【数５】

【０１３５】
ここで、Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚは適宜の係数であり、複数の測定結果等に基づいて回帰演算等の統計処理を施すことによって求めることができる。また、図２１は、各波長ごとの実際の最良像面位置（黒点で示す）と近似曲線ＡＣ３（破線で示す）との関係を示すグラフである。
【０１３６】
収差の影響を低減して画像の高画質化を図るためには、被写体の色を考慮した上で最良像面位置Ｇをより正確に求めることが好ましい。言い換えれば、焦点距離および撮影距離が同じであっても、ＣＣＤは、被写体の色に応じて、異なる位置（最良像面位置Ｇ）に配置されることが好ましいのである。
【０１３７】
たとえば、赤色を多く含む被写体に対しては、主に赤色の波長成分に関する像面を主に考慮することによって、ぼけの少ない赤色成分の画面を取得することが可能になる。したがって、この場合、最良像面位置を決定するにあたって、赤色の波長成分の像面を主に考慮して最良像面位置を決定すればよい。
【０１３８】
一方、青色を多く含む被写体に対しては、主に青色の波長成分に関する像面を主に考慮することによって、ぼけの少ない青色成分の画面を取得することが可能になる。したがって、この場合、最良像面位置を決定するにあたって、青色の波長成分の像面を主に考慮して最良像面位置を決定すればよい。
【０１３９】
また、ズームレンズにおいてレンズの焦点距離を変更して撮影倍率を変更する場合においては、ズームレンズを構成する複数の構成レンズの位置関係が変化するため、像面の状況も変化する。したがって、波長λと最良像面位置Ｇ（ずれ量Δｄｆ）との関係を、各焦点距離について求めておくことが好ましい。たとえば、２次の近似曲線を用いてこの関係を近似する場合には、３つの係数Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚを複数の焦点距離のそれぞれについて求めておくことが好ましい。
【０１４０】
さらに、カメラから被写体までの距離（撮影距離）によっても、像面の状況は変化する。したがって、波長λと最良像面位置Ｇ（ずれ量Δｄｆ）との関係を、各撮影距離について求めておくことが好ましい。たとえば、２次の近似曲線を用いてこの関係を近似する場合には、３つの係数Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚを複数の撮影距離のそれぞれについて求めておくことが好ましい。
【０１４１】
図２２は、係数Ｃｘに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｘを示す概念図であり、図２３は、係数Ｃｙに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｙを示す概念図であり、図２４は、係数Ｃｚに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｚを示す概念図である。ここで、係数Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚは、波長λと最良像面位置Ｇとの関係を表す２次近似曲線の３つの係数であり、焦点距離と撮影距離との複数の組合せのそれぞれに対して求められている。具体的には、テーブルＴＢｘにおいては、焦点距離と撮影距離との組合せ（ｉ，ｊ）に対して、係数Ｃｘは値Ｘｉｊである旨が格納されている。同様に、焦点距離と撮影距離との同じ組合せ（ｉ，ｊ）に対して、係数Ｃｙが値Ｙｉｊである旨がテーブルＴＢｙに格納されており、係数Ｃｚが値Ｚｉｊである旨がテーブルＴＢｚに格納されている。
【０１４２】
このように、所定の波長λに対して最良像面位置Ｇ（ずれ量Δｄｆ）を求めることができる。具体的には、被写体に含まれる色のうち１つの色に対応する所定の波長に対応する最良像面位置を求めるようにしてもよいが、一般に画像内にはその所定波長成分だけでなくその他の波長に対応する色も含まれている。したがって、複数の波長の光に対する最良像面位置Ｇを考慮することが好ましい。
【０１４３】
ここでは、次の数５のような関係を利用して、被写体画像に関する３つの主成分波長λｉ（ｉ＝１，２，３）を定め、各波長λｉごとの仮想的な最良像面位置Ｇｉ（デフォーカス量ｄｉで表現する）を求め、これら３つの仮想的な最良像面位置の加重平均を算出することによって、最良像面位置Ｇ（デフォーカス量Δｄｆで表現する）を算出するものとする。
【０１４４】
具体的には、次の数６および数７に従って、最良像面位置Ｇを示すデフォーカス量Δｄｆを決定すればよい。
【０１４５】
【数６】

【０１４６】
【数７】

【０１４７】
ここで、ｗｉは各考慮対象となる波長の最良像面位置の相互間の重み付け係数である。
【０１４８】
また、各波長λｉは、被写体画像における色分布に基づいて次のようにして決定すればよい。
【０１４９】
たとえば、被写体画像が赤色成分を多く含む場合には、赤色系統の（ないしは赤色に近い）３つの光成分の波長を各λｉとして決定することができる。たとえば、赤色、橙色、黄色の３つの色成分の波長を、それぞれ、波長λ１，λ２，λ３として決定すればよい。あるいは、被写体画像が青色成分を多く含む場合には、青色系統の（ないしは青色に近い）３つの光成分の波長を各λｉとして決定することができる。たとえば、紫色、青色、緑色の３つの色成分の波長を、それぞれ、波長λ１，λ２，λ３として決定すればよい。
【０１５０】
そして、数５に基づいて、各λｉについて仮想的な最良像面位置Ｇｉ（フォーカス量ｄｉ）を求め、数６に基づいて加重平均を求める。ここにおいて、各係数Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ，ｗ１，ｗ２，ｗ３は、撮影時点の焦点距離と撮影距離との組合せに応じて、図２２〜図２７に示すテーブルにしたがって決定すればよい。ここで、図２５，図２６，図２７は、それぞれ、焦点距離と撮影距離との各組合せに応じた各係数ｗ１，ｗ２，ｗ３の値を示すテーブルである。係数ｗ１，ｗ２，ｗ３は、係数Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚと同様に、このようなテーブルにしたがって、焦点距離と撮影距離との各組合せに応じて決定することが好ましい。
【０１５１】
たとえば、ワイド端の焦点距離で無限遠の被写体を撮影する場合には、図２２〜図２７に示されるように、係数の組（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ，ｗ１，ｗ２，ｗ３）として値（Ｘ１０，Ｙ１０，Ｚ１０，ＷＡ１０，ＷＢ１０，ＷＣ１０）が決定される。また、テレ端の焦点距離で最近接の被写体を撮影する場合には、図２２〜図２７に示されるように、係数の組（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ，ｗ１，ｗ２，ｗ３）として値（Ｘｍｎ，Ｙｍｎ，Ｚｍｎ，ＷＡｍｎ，ＷＢｍｎ，ＷＣｍｎ）が決定される。そして、これらの係数の組（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ，ｗ１，ｗ２，ｗ３）と波長λ１，λ２，λ３とを用い、数５および数６に基づいて、デフォーカス量Δｄｆを算出することができる。さらに、算出されたデフォーカス量Δｄｆに基づいてレンズを移動させることによって、ＣＣＤは最良像面位置に配置される。このように、この第４実施形態によれば、被写体の色に応じた最良像面位置を求めることによって、光学系に対するＣＣＤの相対位置を補正することができる。この結果、このデジタルカメラは、「ぼけ」が少ない高画質の画像を生成することが可能である。
【０１５２】
なお、ここでは、係数ｗ１，ｗ２，ｗ３を、焦点距離と撮影距離との各組合せに基づいて定めているが、これに限定されず、焦点距離および／または撮影距離に依存させずに所定の定数としてもよい。ただし、上記実施形態のように焦点距離と撮影距離との各組合せに応じて係数ｗ１，ｗ２，ｗ３を定めることによれば、より正確な最良像面位置Ｇを決定することが可能になる。
【０１５３】
＜Ｄ２．動作＞
つぎに、図２８のフローチャートを参照しながら、第４実施形態に係るデジタルカメラ１の動作について説明する。
【０１５４】
まず、ステップＳＰ４１，ＳＰ４２，ＳＰ４３においては、それぞれ、ステップＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ１３（図１２）と同様の動作が行われる。
【０１５５】
次のステップＳＰ４４においては、カメラボディ２内のコントローラ２０は、交換レンズ３から最良像面位置に関する情報を取得する。具体的には、その撮影時点の焦点距離および撮影距離に応じた６つの係数Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ，ｗ１，ｗ２，ｗ３を取得する。
【０１５６】
ステップＳＰ４５において、コントローラ２０は、カメラボディ２内のデータ格納部ＤＢから被写体の色に関する情報を取得する。そして、コントローラ２０は、考慮対象とする３つの波長λ１，λ２，λ３をその色情報に基づいて決定する。コントローラ２０は、たとえば、画像の度数分布等に基づいて赤色成分が多いと判定するときには、波長λ１，λ２，λ３として、赤色、橙色、黄色の３つの色成分の波長λｒ，λｏ，λｙを選択する。
【０１５７】
さらにステップＳＰ４６においては、コントローラ２０は、ステップＳＰ４４で取得した３つの係数Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚによって表現される近似曲線に基づいて、ステップＳＰ４５で取得した３つの波長λ１，λ２，λ３のそれぞれに対する仮想的なデフォーカス量ｄ１，ｄ２，ｄ３を算出する。コントローラ２０は、さらに数７を用いて、これらのデフォーカス量ｄ１，ｄ２，ｄ３とステップＳＰ４４で取得された係数ｗ１，ｗ２，ｗ３とを用いて、デフォーカス量Δｄｆを算出する。これにより最良像面位置Ｇが求められる。
【０１５８】
そして、ステップＳＰ４７において、コントローラ２０は、レンズの駆動量を算出して、レンズを駆動する。上記のデフォーカス量Δｄｆは、像面位置を補正するための補正量であり、レンズの駆動量は、所定方式のオートフォーカス動作によって得られた基準合焦位置（合焦レンズ位置）と現在位置との差を表す値を、このデフォーカス量Δｄｆを用いて補正した値として算出される。算出された駆動量にしたがってレンズが駆動されることによって、ＣＣＤは、最良像面位置に配置されることになる。
【０１５９】
ステップＳＰ４８，ＳＰ４９は、ステップＳＰ１８，ＳＰ１９と同様である。これにより、撮影画像が取得される。ステップＳＰ４７におけるレンズ移動によって、ＣＣＤは最良像面位置に配置されているので、全体的にぼけの少ない高画質の撮影画像を取得することが可能である。
【０１６０】
以上のように、第４実施形態のデジタルカメラによれば、被写体の色情報に応じた複数の最良像面位置に関する情報（より具体的には、波長λと最良像面位置Ｇとの関係を表す情報等）が撮影レンズのレンズＲＯＭ３０に格納され、その格納された情報がカメラボディ２に対して伝送される。したがって、収差の影響を低減して高画質の画像を撮影することが可能である。
【０１６１】
＜Ｅ．その他＞
上記第１実施形態においては、カメラボディ２側のＣＣＤサイズは、カメラボディ２ごとに固定されたものである場合を想定していたが、これに限定されない。たとえば、様々なサイズのＣＣＤ（撮像素子）を含む撮像素子ユニットを交換することが可能なように構成されたカメラボディ２に対して本発明を適用しても良い。この場合、カメラボディ２のコントローラ２０は、交換レンズ３のレンズＲＯＭ３０から上述のレンズ特性に関する情報を取得することができるので、装着されたＣＣＤサイズについての最大像高Ｈmaxに対応する最良像面位置をより正確に求め、レンズをより適切に配置することができる。したがって、収差の影響を低減して高画質の画像を取得することが可能である。
【０１６２】
上記第２実施形態では、ＣＣＤは所定のサイズを有するものとし、ＣＣＤサイズの相違による最良像面位置の相違は考慮しないものとしていたが、これに限定されない。たとえば、複数のＣＣＤサイズに応じて、それぞれ、絞り値に応じた像面位置を表すテーブルを準備しておくようにしても良い。
【０１６３】
また、上記第３実施形態においては、位相差方式とコントラスト方式とのそれぞれに応じた最良像面位置をあらかじめ求めておく場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、位相差方式をさらに細分化した各方式に応じた最良像面位置をあらかじめ求めておくようにしても良い。具体的には、赤外線を利用する位相差方式、および可視光を利用する位相差方式のそれぞれに応じた最良像面位置をあらかじめ求めておくようにしても良い。さらには、位相差方式およびコントラスト方式以外の所定のＡＦ方式に応じた最良像面位置をあらかじめ求めておくようにしても良い。これらの場合においても、撮影時に、レンズ固有の収差の影響を低減するための最良像面位置を各ＡＦ方式に応じて得ることができるので、より高画質の画像を得ることが可能になる。
【０１６４】
さらに、上記各実施形態においては、焦点距離および撮影距離の所定の組合せごとに、所定の特性量と最良像面位置との関係を求めていたが、これに限定されない。たとえば、データ容量を低減すること（あるいは制御を簡略化すること）を優先させる場合には、１つのレンズについて所定の特性量と最良像面位置との関係を１つだけ求めておくようにしてもよい。ただし、より高精度に補正するためには、上述したように、焦点距離および撮影距離の複数の組合せのそれぞれについて、所定の特性量と最良像面位置との関係を求めておくことが好ましい。
【０１６５】
また、上記各実施形態においては、本発明をデジタルカメラシステムに適用する場合を例示したが、これに限定されず、銀塩カメラシステムに適用しても良い。たとえば、第２実施形態において、ＣＣＤの代わりにフィルム面を最良像面位置に配置すればよい。これにより、絞り値に応じた最良像面位置にフィルム面を配置することができるので、より高画質の画像を取得することが可能である。
【０１６６】
さらに、上記各実施形態においては、デジタルカメラ専用の撮影レンズについて説明したが、これに限定されない。たとえば、第１実施形態に係る撮影レンズを、デジタルカメラのカメラボディに対して装着するだけでなく、銀塩カメラのカメラボディに対して装着するようにしてもよい。すなわち、撮影レンズを、デジタルカメラと銀塩カメラとの両カメラで兼用してもよい。この場合には、撮影レンズの適用対象範囲を広げることが可能になる。
【０１７２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１または請求項２に記載の発明によれば、撮影レンズにおいて、光学系が所定の焦点距離を有するときの、所定の特性量に応じた複数の最良像面位置に関する情報が格納され、その格納された情報がカメラボディに対して伝送されるので、レンズの特性を考慮した画像を撮影することが可能になる。すなわち、収差の影響を低減して高画質化を図ることが可能である。
【０１７５】
特に、撮影レンズには、複数の自動焦点検出方式のそれぞれに応じた複数の最良像面位置に関する情報が格納されているので、自動焦点検出方式を考慮して収差の影響を低減した高画質の画像を撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るデジタルカメラ１の構成を示す平面図である。
【図２】図１のII−II位置から見た断面図である。
【図３】デジタルカメラ１の背面図である。
【図４】レンズマウント部Ｍｔの要部構成を示す図である。
【図５】像面Ｓ１を示す図である。
【図６】最大像高が変化したときの像面Ｓ１を示す図である。
【図７】異なる大きさの有効領域を有する３つのＣＣＤと、その最大像高Ｈmaxとの関係を示す図である。
【図８】最大像高Ｈmaxと最良像面位置Ｇとの関係を示す図である。
【図９】係数Ｃａに関する情報が記憶されたテーブルＴＢａを示す概念図である。
【図１０】係数Ｃｂに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｂを示す概念図である。
【図１１】係数Ｃｃに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｃを示す概念図である。
【図１２】第１実施形態における動作を示すフローチャートである。
【図１３】光軸上の光束に関する（狭義の）球面収差について説明する図である。
【図１４】絞り値の変化に伴い最良像面位置が変化することを説明する図である。
【図１５】係数Ｃｍに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｍを示す概念図である。
【図１６】係数Ｃｎに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｎを示す概念図である。
【図１７】第２実施形態における動作を示すフローチャートである。
【図１８】位相差方式での最良像面位置に関する情報を格納したテーブルＴＢｐを示す概念図である。
【図１９】コントラスト方式での最良像面位置に関する情報を格納したテーブルＴＢｑを示す概念図である。
【図２０】第３実施形態における動作を示すフローチャートである。
【図２１】波長λと最良像面位置Ｇとの関係を示すグラフである。
【図２２】係数Ｃｘに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｘを示す概念図である。
【図２３】係数Ｃｙに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｙを示す概念図である。
【図２４】係数Ｃｚに関する情報が記憶されたテーブルＴＢｚを示す概念図である。
【図２５】係数ｗ１に関する情報が記憶されたテーブルを示す概念図である。
【図２６】係数ｗ２に関する情報が記憶されたテーブルを示す概念図である。
【図２７】係数ｗ３に関する情報が記憶されたテーブルを示す概念図である。
【図２８】第４実施形態における動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ カメラシステム
２ カメラボディ
３ 交換レンズ（撮影レンズ）
２０ コントローラ
２３ ＣＣＤ
２６ 測距センサ
２７ モータ
２９ シャッターボタン
ＣＮｂ，ＣＮｃ コネクタ
ＤＢ データ格納部
Ｇ 最良像面位置
Ｈmax 最大像高
Ｌ 光軸
Ｓ１ 像面
λ，λ１，λ２，λ３，λｉ 波長
Δｄｆ，ｄ１，ｄ２，ｄ３ デフォーカス量

Claims (2)

1. カメラシステムであって、
   少なくとも１枚のレンズを含む光学系を有する撮影レンズと、
   前記撮影レンズが着脱可能に装着されるカメラボディと、
   を備え、
   前記撮影レンズは、
   前記光学系が所定の焦点距離を有するときの、所定の特性量に応じた複数の最良像面位置に関する情報を格納する格納手段と、
   前記格納手段に格納された情報を前記カメラボディに対して伝送する伝送手段と、
   を有し、
   前記格納手段は、前記所定の特性量に応じた複数の最良像面位置に関する情報として、複数の自動焦点検出方式のそれぞれに応じた複数の最良像面位置に関する情報を格納していることを特徴とするカメラシステム。
2. カメラボディに対して着脱可能な撮影レンズであって、
   少なくとも１枚のレンズを含む光学系と、
   前記光学系が所定の焦点距離を有するときの、所定の特性量に応じた複数の最良像面位置に関する情報を格納する格納手段と、
   前記格納手段に格納された情報を前記カメラボディに対して伝送する伝送手段と、
   を備え、
   前記格納手段は、前記所定の特性量に応じた複数の最良像面位置に関する情報として、複数の自動焦点検出方式のそれぞれに応じた複数の最良像面位置に関する情報を格納していることを特徴とする撮影レンズ。

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