JP4305598B2 - カメラの絞り制御方法及び装置、並びにカメラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩カメラなどの撮影光学系に適用される絞り制御方法及び装置、レンズ制御方法及び装置、輪郭強調制御方法及び装置並びにカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラの絞り、フォーカス至近限界又はズーム限界等は、レンズにおける所定の光学性能（像性能など）を確保するために、可動範囲が制限されている。例えば、絞りについては、最大絞りと最小絞りが規定されており、可動範囲内で絞りの制御が行われる。特開平５−５３１７０号公報では、ズーム位置に応じて絞りを可変し、ズームによる絞り変動を補正している。固体撮像素子などを使用した焦点調節装置においては、被写体が暗い場合は補助光を投光したり、撮像素子からの出力をゲインアップして信号レベルを上げるなどの方法で出力を上げている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、自動露出調整（ＡＥ）時は、被写体の輝度が暗い場合にゲインアップして測光するとノイズ成分も増幅されるため誤差が多く、低輝度側の測光性能が悪いという問題がある。同様にＡＦについても、映像信号の高周波成分が最大となる所を合焦位置とするＡＦ制御の場合、撮像素子の出力信号を増幅すると、ノイズ成分も増幅されるために合焦性能が低下するという問題がある。
【０００４】
その他、従来のカメラは、電子ズーム使用時に手ぶれしやすくなること、低輝度の被写体に対し、画角確認用のムービ表示の画質が劣化すること、高輝度被写体を撮影した場合のスミア現象によってムービ画像の視認性が低下するなどの欠点がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、通常撮影に使用する最大絞りよりも大きい絞りを用途に応じて使用することにより、カメラとしての性能向上を達成できるカメラの絞り制御方法及び装置並びにその装置を適用したカメラを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、カメラに使用されるレンズの絞りを制御する方法であって、所定の光学性能を保証し得る通常撮影絞り範囲よりも外側に、撮影時には使用しない大口径の絞りとして、前記所定の光学性能の保証範囲外で使用することを可能とする規定外絞り位置を用意し、自動露出調整（ＡＥ）時及び自動焦点調整（ＡＦ）時のうち少なくとも一つのカメラ動作時に前記規定外絞り位置を使用するように絞り機構を制御することを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、レンズにおける所定の光学性能を確保するために最大絞りと最小絞りが規定されており、通常の撮影について最大絞りから最小絞りまでの通常撮影絞り範囲内の絞りが使用される。本発明では、最大絞りよりも更に大きい規定外開放絞り（extra開放絞り)が絞り機構に設けられており、ＡＥ時及びＡＦ時のうち少なくとも一つのカメラ動作時に当該規定外絞り位置を使用する。
【０００９】
これにより、撮影画像を劣化させることなく、レンズの性能を最大限に活用することができ、カメラの諸性能を向上させることができる。
【００１０】
上記方法発明を具現化すべく、請求項２に係るカメラの絞り制御装置は、カメラに使用されるレンズの絞りを制御する装置において、所定の光学性能を保証し得る通常撮影絞り範囲で絞りの大きさを制限する第１の制限手段と、前記通常撮影絞り範囲外の撮影時には使用しない大口径の規定外絞り位置を含む絞り範囲で絞りの大きさを制限する第２の制限手段と、自動露出調整（ＡＥ）時及び自動焦点調整（ＡＦ）時のうち少なくとも一つのカメラ動作時に前記第２の制限手段により定められる絞り範囲内で前記規定外絞り位置の絞りを決定し、当該決定した絞りを実現するように絞り機構を作動させる一方、画像記録用の撮影時には、前記第１の制限手段により定められる通常撮影絞り範囲内で絞りを決定し、当該決定した絞りを実現するように絞り機構を作動させる制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
請求項３は、上述した絞り制御装置を搭載したカメラを提供するものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るカメラの絞り制御方法及び装置、並びにカメラの好ましい実施の形態について説明する。
【００３７】
図１は、本発明の実施形態に係るカメラの正面斜視図である。同図に示すように、カメラ１０は正面略中央部に撮影レンズ１２を有し、撮影レンズ１２の後方にはＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子（図３中符号２８として記載）が配設されている。また、カメラ１の前面にはストロボ発光部１４及びファインダー対物窓１６が設けられ、カメラ１０の天面（上面）にはレリーズスイッチ１８が設けられている。
【００３８】
図２は、カメラ１０の背面斜視図である。カメラ１０の背面には、光学ファインダー２０と液晶モニタ２２が設けられており、撮影者は、光学ファインダー２０又は液晶モニタ２２に映し出される映像（画角確認用のリアルタイム画像）を見ながら、撮影画角（構図）を決定し、撮影を行うことができる。
【００３９】
図３は、カメラ１０の構成を示すブロック図である。撮影レンズ１２を含む光学ユニット２４内には虹彩絞り２６が配設されており、光学ユニット２４の後方に固体撮像素子２８が配置される。虹彩絞り２６は、絞り制御回路３０を介して駆動され、絞り制御回路３０は、制御ＣＰＵ３２によって制御される。
【００４０】
撮影レンズ１２を通過した光は、虹彩絞り２６により光量が調節された後、固体撮像素子２８に入射する。固体撮像素子２８の受光面には、フォトセンサが平面的に配列されており、固体撮像素子２８の受光面に結像された被写体像は、各フォトセンサによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。このようにして蓄積された信号電荷は、図示せぬ撮像素子駆動回路から供給されるパルスによって、信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。
【００４１】
固体撮像素子２８は、各フォトセンサの電荷蓄積時間（シャッタースピード）をシャッターゲートパルスによって制御する、いわゆる電子シャッター機能を有している。虹彩絞り２６と固体撮像素子２８の電子シャッターの組合せによって露光制御され、固体撮像素子２８から出力された画像信号は、撮像回路３４にて処理される。撮像回路３４は、色分離、ゲイン切り換え、γ（ガンマ）処理、Ａ／Ｄ変換処理などの各処理回路を含む。
【００４２】
撮像回路３４においてＡ／Ｄ変換された信号は、メモリ３６及びＡＥ／ＡＦ検出ブロック３８に蓄えられる。一旦メモリ３６に格納された画像信号は、ＡＥ／ＡＦ検出ブロック３８に送られ、ＡＥ／ＡＦ検出ブロック３８において、入力画像信号のレベルが検出され、被写体の輝度情報が取得される。また、当該ブロックのＡＦ検出処理部にはバンドパスフィルタが設けられており、映像信号の高周波成分を抽出することによって、被写体の合焦状態を検出している。本例のＡＥ／ＡＦ検出ブロック３８は、デジタル信号の処理を行うものであるが、アナログ信号で検出する構成も可能である。
【００４３】
メモリ３６に格納されたデータは、バス４０を介して信号処理部４２に送られる。信号処理部４２は、輝度・色差信号生成回路、シャープネス補正（輪郭補正）回路、ホワイトバランス補正回路、圧縮伸張回路等を含む画像信号処理手段であり、制御ＣＰＵ３２からのコマンドに従って画像信号を処理する。信号処理部４２に入力された画像データは、輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃr,Ｃb 信号）に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、メモリ３６に格納される。
【００４４】
メモリ３６に記憶された画像データは、制御ＣＰＵ３２の指令に従って読み出され、表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換された後、液晶モニタ２２その他の画像表示装置４４に出力される。画像表示装置４４は、カメラ１０に内蔵した液晶モニタ２２に限らず、図示せぬ映像出力端子や有線又は無線の通信インターフェース等を介して接続される液晶ディスプレイ、ＣＲＴなどでもよい。
【００４５】
固体撮像素子２８から出力される画像信号によってメモリ３６のデータが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が画像表示装置４４に供給されることにより、固体撮像素子２８で捉える画像がリアルタイムに動画像として、又はリアルタイムではないが、ほぼ連続した画像として画像表示装置４４に表示される。
【００４６】
操作部４６に含まれるレリーズスイッチ１８の押下操作により、記録開始指示信号が発せられ、該指示信号の受入に呼応して、記録用の画像データの取り込みが開始される。レリーズスイッチ１８の押下に応動する撮影動作によって、メモリ３６に取り込まれたデータは、圧縮処理等の所定の処理を経た後、外部記憶装置４８に記録される。
【００４７】
外部記憶装置４８には、例えばスマートメディア（Solid-State Floppy Disk Card）などのメモリカードが適用される。記録メディアの形態は、これに限定されず、ＰＣカード、コンパクトフラッシュ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリスティックなどでもよく、電子的、磁気的、若しくは光学的、又はこれらの組合せによる方式に従って読み書き可能な種々の媒体を用いることができる。使用される媒体に応じた信号処理手段とインターフェースが適用される。異種、同種の記録メディアを問わず、複数の媒体をカメラ１０に装着可能な構成にしてもよい。また、画像データを保存する手段は、カメラ本体から分離可能なリムーバブルメディアに限らず、カメラ１０に内蔵された記録媒体（内部メモリ）であってもよい。内部メモリに画像を保存する態様の場合、データをパソコンその他の外部機器に転送するための通信用インターフェースが設けられる。
【００４８】
再生モード時には外部記憶装置４８から読み出された画像データが圧縮伸張回路によって伸張処理され、画像表示装置４４に出力される。
【００４９】
制御ＣＰＵ３２は、本カメラシステムの各回路を統括制御する制御部である。制御ＣＰＵ３２は、図示せぬＲＯＭ及びＲＡＭ等の記憶手段を備え、ＲＯＭには制御ＣＰＵ３２が処理するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納され、ＲＡＭは制御ＣＰＵ３２が各種の演算処理等を行う際の作業用エリアとして利用される。制御ＣＰＵ３２は、操作部４６から受入する入力信号に基づき、対応する回路の動作を制御するとともに、画像表示装置４４の表示制御、ＡＦ制御及びＡＥ制御等を行う。
【００５０】
操作部４６は、レリーズスイッチ１８、モード選択ダイヤル、上／下／左／右キーなどの指示入力手段を含むブロックであり、押しボタン式スイッチ、ダイヤル、レバー式スイッチ、スライド式ツマミなどの形態に限らず、画像表示装置４４の画面上に表示される設定メニューや選択項目からカーソル、ポインター、タッチパネル等で所望の項目を選択する態様もある。操作部４６には、画像記録時の画素数を指定する手段、電子ズーム機能のＯＮ／ＯＦＦを切り替える手段、電子ズームの拡大率を操作する手段などが含まれる。なお、操作部４６は、カメラ本体に設けられていてもよいし、操作部４６の一部又は全部をリモコン送信機としてカメラ本体と分離した構成にしてもよい。
【００５１】
制御ＣＰＵ３２は、ＡＥ／ＡＦ検出ブロック３８からの情報に基づいて、ＡＦ評価値の演算やＡＥ演算などの各種演算を行い、その演算結果に基づいてレンズ制御回路５０を制御して撮影レンズ１２を合焦位置に移動させるとともに、絞り制御回路３０を制御して適正な絞りに設定し、かつ固体撮像素子２８の電荷蓄積時間を制御する。
【００５２】
本例のカメラ１０では、虹彩絞り２６はＦ１．４〜Ｆ１１まで可変であるが、所定の光学性能を満たす性能保証範囲は、Ｆ２．８〜Ｆ８までとする。一般に、絞りが大きく開くと周辺の像性能が落ち、像流れが発生する。そのような絞りで画像を撮影することは望ましくないので、記録画像の撮影時には、所定の光学性能を満たすＦ２．８〜Ｆ８（通常撮影絞り範囲）を使用したプログラム線図に従って撮影が実行される。
【００５３】
絞りが開くと前述の通り、周辺の像性能は低下するが、中央の像性能については、影響がほとんど認められない。かかる事実に着眼して、以下に示す各状況で絞り制御を変更することにより、カメラの諸性能の向上を図ることが可能となる。すなわち、レンズ性能は、一般に、画面中央がよく、周辺に行くにしたがって低下していく。また、絞りによっても性能は変化する。図４は、絞りによるレンズのＭＴＦ（modulation transfer function) の変化の様子を示すグラフ図である。同図中の実線グラフは、画面中央のＭＴＦ変化を示し、点線グラフは、画面周辺のＭＴＦ変化を示す。
【００５４】
図４に示したように、開放側及び小絞り側の両方で性能低下が認められる。仮に、性能保証できるＭＴＦを３５％とすると、周辺を含む画面の全域でＭＴＦ性能が３５％を満足する部分を「通常の撮影絞り範囲」としてカメラが設計される。しかしながら、画面中央のＭＴＦ（実線グラフ）は、通常撮影絞り範囲よりも更に開放側、及び小絞り側について性能がよい部分（３５％より高い部分）がある。ＭＴＦが低下してもＡＥ検出には問題ない場合があるので、本例のカメラ１０では、ＡＥ検出時に通常撮影絞り範囲外の絞りを使用する。
【００５５】
また、電子ズームなどのレンズの中央部分までしか使用しない場合は、図５に示すように、使用できる絞り範囲（ＭＴＦ３５％を満たす範囲）が通常撮影絞り範囲よりも広がる。図示しないが、中央と周辺の間のＭＴＦグラフは、実線グラフと点線グラフの間に位置するので、電子ズームのズーム倍率に応じて性能保証できる絞り範囲が変化する。
【００５６】
更に、固体撮像素子２８の全ての画素を記録する記録モードではなく、一定の間引き率に従って画素を間引き処理して撮影する場合は、レンズ側から見れば、許容できるＭＴＦが下がることになる。したがって、図６に示すように、間引き撮影時には、通常撮影の絞り範囲よりも広い絞り範囲（間引きモード撮影時絞り範囲）を使用できる。間引き撮影だけでなく、画角確認用に表示するムービ画像も、固体撮像素子２８からの出力を間引いて表示するので、前述同様に、通常撮影絞り範囲外の開放側の絞りや小絞り側の絞りも使用できる。
【００５７】
被写体が暗く、ムービ画像が暗くなる状況で、通常撮影の絞り範囲よりも更に開放側の絞りを使用することで、ムービ画像を明るく表示することができる一方、被写体が明るくスミアが発生し易い場合には、通常撮影の絞り範囲よりも更に小絞り側の絞りを使用することで、ムービ画像の品位を高め、視認性を向上させることができる。
【００５８】
具体的には、以下に示す第１乃至第６の態様に示す各状況について絞り制御を行うことにより、カメラの諸性能の向上を図る。もちろん、これらの各態様を適宜組合せることが可能である。
【００５９】
＜第１の態様＞：ＡＦ時に extra開放絞りを使用する場合
電子カメラの自動焦点調節（ＡＦ）は、撮像素子からの映像信号の高周波成分が最大になったところを合焦位置とする制御が一般的な方法である。ムービの場合、低輝度時には撮影画像も暗くなるので、ある程度暗い被写体については正確に合焦できなくても問題ないと言える。
【００６０】
その一方、スチルカメラの場合は、ストロボなどの閃光装置が用いられ、記録時の露光動作に合わせて閃光装置を発光させて、明るい画像を撮影することができる。しかしながら、ＡＦ時には閃光装置が発光しておらず、正確な合焦が得られないという不具合がある。また、仮に、ＡＦ時に閃光装置を発光させたとしても、ＡＦ処理に要する時間に比べて発光時間が短く、正確に合焦させることができない。そのため、従来は、ＡＦ時に補助光を照射したり、固体撮像素子からの出力の利得を上げて、信号を増幅することで低輝度時のＡＦを実現していた。
【００６１】
しかし、補助光を使用するには、専用の光源を別途必要とし、消費電流も大きいなどの欠点がある。利得手段によって固体撮像素子からの信号を増幅する方法は、ノイズ成分も増幅するために合焦性能が低下するという問題がある。
【００６２】
そこで、本発明の実施形態に係るカメラ１０は、撮影時には使用しない大口径の絞り位置（以下、規定外の開放絞り位置という意味で「 extra開放絞り」という。）が設けられており、低輝度時には、 extra開放絞りを使用して、固体撮像素子２８への光量を増やすように制御される。これにより、ノイズを抑制でき、かつ、低輝度時のＡＦ性能を向上させることが可能となる。
【００６３】
図７に撮影時の画角とＡＦ検出エリアの関係を示す。同図に示すように、ＡＦ時は、撮影時の画角（以下、撮影画角という。）６０に対し、中心の約１／４程度のエリア（ＡＦ検出エリア６２）のみを使用しているため、当該ＡＦ検出エリア６２で像性能を確保すればよいことになる。
【００６４】
よって、撮影画角６０で使用される開放絞り（Ｆ２．８）よりも明るい絞り（例えば、Ｆ１．４）でＡＦ処理の画像取り込みを行うことにより、固体撮像素子２８に４倍の光量を与えることができ、低輝度側の性能を４倍向上させることが可能となる。
【００６５】
この時の制御フローチャートを図８に示す。カメラ制御がスタートし（ステップＳ１００）、レリーズスイッチ１８が半押しされると、ＡＦ処理が開始され、まず、被写体の明るさを測定するための被写体輝度測光が行われる（ステップＳ１１０）。そして、測光により得られた被写体輝度と規定値との比較が行われる（ステップＳ１１２）。被写体の輝度が規定値よりも小さい場合、通常の開放絞りを使用すると固体撮像素子２８の出力が小さいために正常にＡＦ動作できない状況であると判定され、ステップＳ１１４に分岐する。
【００６６】
ステップＳ１１４では、通常の絞り動作範囲よりも更に開放側の絞り範囲（Ｆ１．４以上Ｆ２．８未満）のなかで、最も適正に映像信号が得られると見込まれる絞りが選択され、当該絞りによってＡＦ処理が実行される。他方、ステップＳ１１２において、被写体の輝度が規定値以上であるときは、通常の絞り動作範囲内で正常にＡＦ動作が可能であると判定され、ステップＳ１１６に進む。ステップＳ１１６では、通常の絞り動作範囲内、すなわち、Ｆ２．８〜Ｆ８の中で、適切な絞り値が選択され、その絞り値によってＡＦ処理が実行される。
【００６７】
ステップＳ１１４又はステップＳ１１６によってＡＦ処理が行われた後は、ステップＳ１１８に進む。ステップＳ１１８では、被写体輝度測光で得た測光値と予め定められているプログラム線図から、本撮影（記録用の撮影）の絞りを計算し、算出結果に従って絞りを設定する。このときは、通常の絞り動作範囲内（Ｆ２．８〜Ｆ８）の絞りが選択される。
【００６８】
次いで、レリーズスイッチ１８が全押しされると、露光動作が行われる（ステップＳ１２０）。このとき得られた画像データは、必要な信号処理を経た後に外部記憶装置４８に保存され（ステップＳ１２２）、制御シーケンスが終了する（ステップＳ１２４）。
【００６９】
本実施形態では、電子スチルカメラを例に説明しているが、銀塩カメラのように、光学像を写真フィルムなどの感光材料に記録するカメラについても、ＴＴＬのＡＦ方式を採用するものについては、前述と同様の適用が可能であり、同様の作用効果が得られる。
【００７０】
＜第２の態様＞：ＡＥ時に extra開放絞りを使用する場合
電子カメラの自動露出制御（ＡＥ）は、撮像素子からの映像信号のレベルを所定のエリアで積分し、その平均輝度値が適正レベルになるように制御される。従来、被写体が暗い場合は、撮像素子からの出力利得を上げて、信号を増幅することで低輝度時の露出を計算していたが、このような方法は、ノイズ成分も増幅されるため測光性能が低下するという不具合がある。
【００７１】
そこで、本発明の実施形態に係るカメラ１０は、低輝度時に、 extra開放絞りを使用して固体撮像素子２８への光量を増やすように制御される。これにより、ノイズを抑制でき、かつ、低輝度時の測光性能を向上させることが可能となる。
【００７２】
図９に撮影時の画角と、ＡＥの分割測光検出エリアの関係を示す。なお、同図では、４×４の１６エリアに分割した例が示されているが、分割形態はこれに限定されず、例えば、２５６分割する態様もある。ＡＥの測光において、各分割測光検出エリア６４の平均輝度を測定する方式の場合、画面の周辺において像流れのような像性能劣化が発生しても、信号が平均化されるため測光演算にはあまり影響がない。
【００７３】
よって、撮影画角６０で使用される開放絞り（Ｆ２．８）よりも明るい絞り（例えば、Ｆ１．４）でＡＥの測光を行うことにより、固体撮像素子２８に４倍の光量を与えることができ、低輝度側の性能を４倍向上させることが可能となる。
【００７４】
この時の制御フローチャートを図１０に示す。カメラ制御がスタートし（ステップＳ２００）、レリーズスイッチ１８の半押しによってＡＥ処理が開始されると、まず、被写体の明るさを測定するための被写体輝度測光が行われる（ステップＳ２１０）。そして、測光により得られた被写体輝度を規定値と比較するなどにより、測光可能な輝度レベルであるか否かの判定が行われる（ステップＳ２１２）。
【００７５】
被写体の輝度が非常に暗く、通常の開放絞りでは固体撮像素子２８の出力が小さいために正常にＡＥ測光できないと判断されると、ステップＳ２１４に分岐する。ステップＳ２１４では、通常の絞り動作範囲外の絞りであるＦ１．４の extra開放絞りが選択され、この絞りによって再測光を行う。
【００７６】
その後、ステップＳ２１８に進み、再測光で得られた測光値とプログラム線図から、撮影時の絞り及びシャッタースピードを計算し、計算結果に従って絞りを設定する。このときは、通常の絞り動作範囲内（Ｆ２．８〜Ｆ８）の絞りが選択される。測光時の絞り（ extra開放絞り）よりも、撮影時の絞りが暗くなるが、その他方、ステップＳ２１２において、被写体の輝度が測光可能なレベルであると判断されたときは、ステップＳ２１８に進み、被写体輝度測光で得た測光値と予め定められているプログラム線図から、本撮影（記録用の撮影）の絞りを計算し、算出結果に従って絞りを設定する。
【００７７】
次いで、レリーズスイッチ１８が全押しされると、露光動作が行われ（ステップＳ２２０）。このとき得られた画像データは、必要な信号処理を経た後に外部記憶装置に保存され（ステップＳ２２２）、制御シーケンスが終了する（ステップＳ２２４）。
【００７８】
なお、 extra開放絞りを使用するときには、像流れ現象の他に、画面の周辺光量が低下する現象も起こり得る。そのため、周辺光量の低下具合を示すデータをＲＯＭなどに格納しておき、 extra開放絞りのＡＥ時にはそのデータを利用して補正を行うことがより好ましい。
【００７９】
＜第３の態様＞：電子ズーム時に extra開放絞りを使用する場合
電子カメラでは画面の中央部分のみを電子的な処理によって拡大して撮影を行う電子ズーム機能（デジタルズーム機能ともいう。）がある。電子ズーム機能によって拡大処理を行うと、疑似的に焦点距離が長くなるために、手ぶれしやすくなる。
【００８０】
一般に、手ぶれ限界のシャッタースピードは１／（焦点距離：mm) と言われており、例えば、焦点距離１００ｍｍの場合、手ぶれ限界は１／１００秒となる。電子ズームの倍率が２倍になると、焦点距離も２倍となり、焦点距離１００ｍｍのカメラでは、２００ｍｍ相当になる。このとき、手ぶれ限界は、１／２００秒となり、手ぶれしやすくなる。
【００８１】
図５でも説明したように、電子ズーム時には画面の中央部分のみが撮影エリアになることに鑑み、本発明の実施形態に係るカメラ１０は、電子ズームによる撮影時には、 extra開放絞りを使用して、固体撮像素子２８への光量を増やすように制御される。これにより、シャッタースピードを高速化でき、手ぶれを防止することができる。
【００８２】
図１１に通常の撮影画角と電子ズームによる撮影画角の関係を示す。電子ズームを利用しない通常の撮影画角６０に対し、電子ズームＡの時は、画面中央部、中心の約１／４程度のエリア６６のみを使用しているため、このエリア６６で像性能を確保すればよい。したがって、通常の撮影画角６０で使用する開放絞りＦ２．８よりも明るい絞り（例えば、Ｆ１．４）に設定することにより、固体撮像素子２８への光量を４倍に増やすことができ、シャッタースピードを４倍早くすることが可能となる。
【００８３】
また、電子ズームＢの時は、符号６８で示すエリアが撮影画角となる。電子ズームＢの撮影エリア６８は、電子ズームＡの場合よりも使用エリアが広いため、絞りをＦ１．４に設定すると、画面中央１／２程度のエリア（電子ズームＡのエリア６６の外側周辺部分）について像性能を確保できない可能性がある。そこで、電子ズームＢの場合には、Ｆ２．０程度の絞りを使用するように制御する。このように、電子ズームの倍率に応じて、使用する開放側の絞りを変更することにより、正確なＡＦ制御が可能になる。
【００８４】
この時の制御フローチャートを図１２に示す。カメラ制御がスタートし（ステップＳ３００）、レリーズスイッチ１８が半押しされると、電子ズームのＯＮ／ＯＦＦの設定を確認する（ステップＳ３１０）。そして、電子ズームの使用の有無が判別される（ステップＳ３１２）。もし、電子ズームの設定がＯＮであれば、ステップＳ３１４に分岐し、電子ズームの倍率に応じて extra開放絞り（例えばＦ１．４）が設定され、その extra開放絞り（Ｆ１．４）からＦ８までを使用するプログラム線図に従って、撮影時の絞り及びシャッタースピードを計算する。そして、計算結果に基づいて絞りを設定する。
【００８５】
その一方、ステップＳ３１２において、電子ズームの設定がＯＦＦの時は、ステップＳ３１６に進み、通常の絞り動作範囲（この場合、Ｆ２．８〜Ｆ８）までを使用するプログラム線図が使用される。
【００８６】
次いで、レリーズスイッチ１８が全押しされると、露光動作が行われ（ステップＳ３２０）。このとき得られた画像データは、必要な信号処理を経た後に外部記憶装置に保存され（ステップＳ３２２）、制御シーケンスが終了する（ステップＳ３２４）。
【００８７】
＜第４の態様＞：ムービ時に extra開放絞りを使用する場合
電子スチルカメラでは、画角確認のために、撮影中のリアルタイム映像（ムービ画像）を表示することが行われる。撮像素子は、高画素化が進み、ムービ画像は、画素を間引いて表示している。この場合、図６でも説明したように、ムービ時と静止画記録撮影時とでは、必要とされるレンズの光学性能（例えば、ＭＴＦ）が異なる。すなわち、静止画記録の撮影時には、鮮明な画像を得るために高い光学性能が要求されるが、ムービ時は、画素間引きが行われる関係で、レンズの光学性能が多少低下しても、表示画像としての劣化はあまり問題にならない。
【００８８】
また、静止画記録用の本撮影時は、露光に合わせて閃光装置を発光させることで、明るい画像を得ることができるが、ムービの場合は、低輝度時は撮影画像も暗くなるので、ある程度暗い被写体については固体撮像素子からの出力が低下し、映像を確認できなくなる場合もある。
【００８９】
このような問題に対し、従来は、撮像素子からの出力利得を上げて、信号を増幅することで、低輝度時の画像を明るく表示させていた。しかし、利得手段によって、撮像信号を増幅すると、ノイズ成分も増幅されるため、ムービ画質が劣化するという欠点がある。
【００９０】
そこで、本発明の実施形態に係るカメラ１０は、ムービ時に、低輝度被写体に対しては、 extra開放絞りを使用して、固体撮像素子２８への光量を増やすように制御される。これにより、ノイズを抑制でき、かつ、低輝度時の画角確認表示が従来よりも一層低輝度側まで可能となる。
【００９１】
この時の制御フローチャートを図１３に示す。カメラ制御がスタートすると（ステップＳ４００）、現在の動作状態がムービ時であるか、本撮影時であるかの判断を行う（ステップＳ４１０）。ムービ時であれば、レンズの光学性能はやや低下するが表示画像に影響が無い程度のより明るい絞りも使用できるので、 extra開放絞り（例えば、Ｆ１．４）を含む絞り範囲のプログラム線図を使用する（ステップＳ４１２）。
【００９２】
その一方、ステップＳ４１０において現在の動作状態が本撮影時であるときは、所定の光学性能が保証される通常の絞り範囲（Ｆ２．８〜Ｆ８）で露出を決定するプログラム線図を使用する（ステップＳ４１４）。そして、ステップＳ４１２又はステップＳ４１４において所定のプログラム線図に従い求められた絞り及びシャッタースピードによって、露光が行われる（ステップＳ４１６）。
【００９３】
＜第５の態様＞：低解像度モード時に extra開放絞りを使用する場合
電子スチルカメラでは、撮像素子の高画素化が進み、全画素を間引かずに記録する高解像度モードと、画像のファイルサイズを小さくするために、画素を間引いて記録する低解像度モードを備えている場合がある。
【００９４】
この場合、高解像度モードと低解像度モードでは必要となるレンズの光学性能が異なる。すなわち、高解像度モードで撮影するときは、全画素の情報を用いて高画質な画像を得るために、レンズについて高い光学性能が要求されるが、低解像度モードによる撮影の場合は、画素の間引きが行われるため、レンズの光学性能が多少低下しても、撮影された画像の画質劣化が問題にならない場合がある。
【００９５】
そこで、本実施の形態に係るカメラ１０では、低解像度モード時に低輝度被写体に対しては、 extra開放絞りを使用して、固体撮像素子２８への光量を増やすように制御される。これにより、ストロボ装置の使用頻度を下げ、少ないストロボ光量で最適露出の画像撮影を可能とする。このような制御によって、電源用電池の消耗を抑制することができる。
【００９６】
この時の制御フローチャートを図１４に示す。カメラ制御がスタートし（ステップＳ５００）、レリーズスイッチ１８が半押しされた時に、現在の撮影モードが低解像度モードに設定されているか否かの判別を行う（ステップＳ５１０）。現在の撮影モードが高解像度モードに設定されている場合は、所定の光学性能が保証される通常の絞り範囲（Ｆ２．８〜Ｆ８）で露出を決定するプログラム線図を使用する（ステップＳ５１２）。他方、ステップＳ５１０において、現在の撮影モードが低解像度モードに設定されている場合は、レンズの光学性能はやや低下するが撮影画像に影響が無い程度の明るい絞りも使用できるので、 extra開放絞り（例えば、Ｆ１．４）を含む絞り範囲で露出を決定するプログラム線図を使用する（ステップＳ５１４）。
【００９７】
次いで、レリーズスイッチ１８が全押しされると、ステップＳ５１２又はステップＳ５１４において所定のプログラム線図に従って求めた絞り及びシャッタースピードによって、露光動作が行われる（ステップＳ５２０）。露光により得られた画像データは、必要な信号処理を経た後に外部記憶装置４８に保存され（ステップＳ５２２）、制御シーケンスが終了する（ステップＳ５２４）。
【００９８】
なお、低解像度モードが間引き率に応じて複数段階設けられている場合には、その間引き率に応じて画像劣化の許容範囲も変化するので、間引き率に応じて extra開放絞りの値を可変する態様が好ましい。
【００９９】
＜第６の態様＞：ムービ時に extra小絞りを使用する場合
電子スチルカメラでは、画像確認のためにムービ画像を表示することがある。撮像素子の高画素化が進み、ムービ画像は、画素を間引いて表示している。この場合、ムービ時と本撮影時では必要となるレンズの光学性能が異なる。つまり、ムービ時は、光学性能が多少低下しても表示画像の劣化が問題にならない場合がある。
【０１００】
また、太陽や照明など、高輝度の被写体を撮影した場合は、固体撮像素子の特性として、高輝度被写体の上下に縦スジの明線が現れるスミア現象が発生することが知られている。画角確認用のムービ画像にスミアが発生すると、画像の品位が低下するだけでなく、表示画像の視認性が低下するという問題がある。本撮影時は、高速にメカシャッターを閉じることでスミアを排除し得るが、ムービ中は、メカシャッターを閉じることができない。
【０１０１】
そこで、本実施の形態に係るカメラ１０では、通常の撮影時には使用しない小口径の絞り位置（以下、規定外の最小絞り位置という意味で「 extra小絞り」という。）が設けられており、ムービ時は、スミアが出にくいように extra小絞りを使用し、固体撮像素子２８への入射光量を下げ、ムービ画像の品を向上させ、視認性を向上させる。
【０１０２】
この時の制御フローチャートを図１５に示す。カメラ制御がスタートすると（ステップＳ６００）、現在の動作状態がムービ時であるか、本撮影時であるかの判断を行う（ステップＳ６１０）。ムービ時であれば、レンズの光学性能はやや低下するが表示画像に影響が無い程度の絞りも使用できるので、 extra小絞り（例えば、Ｆ１１）を含む絞り範囲で露出を決定するプログラム線図を使用する（ステップＳ６１２）。
【０１０３】
その一方、ステップＳ６１０において現在の動作状態が本撮影時であるときは、所定の光学性能が保証される通常の絞り範囲（Ｆ２．８〜Ｆ８）で露出を決定するプログラム線図を使用する（ステップＳ６１４）。そして、ステップＳ６１２又はステップＳ４１４において所定のプログラム線図より求められた絞り及びシャッタースピードによって露光が行われる（ステップＳ６１６）。
【０１０４】
上述した実施の形態では、絞り機構として虹彩絞り２６を用いているが、本発明の実施に際して、絞り機構の態様はこれに限定されない。例えば、複数の絞り穴を有するターレット板を回転させて所望の絞り開口を選択する構造からなる絞り機構を適用してもよい。
【０１０５】
次に、絞り以外の要素にも着目して、カメラの性能向上を達成する他の態様を説明する。
＜変形例１＞
図１６及び図１７は、本発明の他の実施形態に係るカメラ７０の外観図であり、図１８は当該カメラ７０のブロック図である。これらの図面中、図１乃至図３に示したカメラ１０と同一又は類似の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１０６】
図１６に示したカメラ７０は、鏡筒１１の先端部にワイドコンバージョンレンズ７２を装着することができる。また、カメラ７０はモードダイヤル１３を有し、カメラ前面にはＡＦ投光部１５Ａ及びＡＦ受光部１５Ｂから成る測距センサ１５が配設されている。本例では、アクディブ方式のセンサが採用されているが、測距センサの形態はこれに限定されず、パッシブ方式の位相差センサなどでもよい。
【０１０７】
モードダイヤル１３は、カメラの動作モードを選択するための手段であり、該モードダイヤル１３を操作することにより、セットアップモード、連写モード、マニュアル撮影モード、オート撮影モード、シーンセレクトモード、ムービ（動画）撮影モード、再生モード、ムービ（動画）撮影モード等の各モードに設定することができる。モードダイヤル１３の上面には各モードを表すシンボルマーク（モードを象徴する絵文字や記号若しくはこれらの組合せ）が付されており、希望するモードのマークを図示せぬ指標の位置に合わせることにより、そのモードに設定される。
【０１０８】
セットアップモードが選択されると、液晶モニタ２２上にセットアップ画面が表示される。セットアップ画面においては、予め用意されている複数の画像サイズ（ピクセル）と複数の圧縮率（クオリティー）の中から、所望の組合せを選択することができる。例えば、画像サイズ（画素数）について2832×2128ピクセル、2048×1536ピクセル、1280×960 ピクセル、又は640 ×480 ピクセルの選択が可能であり、圧縮率については１／４（ＪＰＥＧ）圧縮の「FINE」、１／８（ＪＰＥＧ）圧縮の「NORMAL」又は１／１６（ＪＰＥＧ）圧縮の「BASIC 」を選択することができる。撮影者は、撮影の目的に合わせて画像サイズと圧縮率の組合せを指定する。なお、ムービ（動画）モードについては、画像サイズ、フレームレート及び記録方式などは予め定められており、例えば、ムービ撮影時は、320 ×240 ピクセル、１０フレーム／秒、Motion JPEG 形式によって動画データが記録されるものとする。
【０１０９】
シーンセレクトモードではメニュー操作によって、人物（ポートレート）モード、風景モード、夜景モード、モノクロモードを選択できる。撮影状況に応じてこれらモードを利用することにより、撮影シーンに適した設定が自動的に行われる。
【０１１０】
図１７に示すように、カメラ７０の背面側には、十字キー２１が設けられている。十字キー２１は、上下左右の４方向の指示を入力可能な多機能ボタンであり、液晶モニタ２２に表示されるメニュー画面における各種設定項目の選択や設定内容の変更を指示する操作ボタンとして使用されるとともに、倍率調整操作（ズーム操作）や再生コマの送り／戻しを指示する手段として用いられる。
【０１１１】
図１８に示したように、ワイドコンバージョンレンズ７２を着脱可能な光学ユニット２４の先端部には、ワイドコンバージョンレンズ７２の装着有無を検出するためのセンサ７４が設けられ、該センサ７４の検出信号はコンバージョン検出回路７５を介して制御ＣＰＵ３２に送られる。制御ＣＰＵ３２は、コンバージョン検出回路７５から通知される検出信号によってワイドコンバージョンレンズ７２の装着の有無を認識することができる。
【０１１２】
測距センサ制御回路７７は、制御ＣＰＵ３２からの指令に基づいて測距センサ１５の動作を制御する。測距センサ１５から得られる検出信号は、測距センサ制御回路７７を介して制御ＣＰＵ３２に伝達される。制御ＣＰＵ３２は測距センサ１５からの検出信号によって被写体距離を認識できる。
【０１１３】
ストロボ制御回路７８は、制御ＣＰＵ３２からの指令に基づいてストロボ発光部１４の発光を制御する。すなわち、ストロボ制御回路７８は、図示せぬメインコンデンサの充電制御や、ストロボ発光部１４に対する発光タイミングの制御を行うとともに、ストロボ調光センサの検出結果に基づいて発光停止の制御を行う。低輝度時にストロボ発光部１４を発光させることにより、被写体を適正な露光量レベルで撮影することができる。
【０１１４】
既述の通り、虹彩絞り２６はＦ１．４〜Ｆ１１まで可変であるが、所定の光学性能を満たすのはＦ２．８〜Ｆ８までとする。一般に、絞りが大きく開くと周辺の像性能が落ち、像流れが発生する。そのような絞りで画像を撮影することは望ましくないので、通常は、光学性能を満たすＦ２．８〜Ｆ８（性能保証可能な絞り範囲）を使用したプログラム線図に従って撮影を行う。
【０１１５】
絞りが開くと周辺の像性能は低下するが、中央部分の像性能については、ほとんど影響がない場合が多い。したがって、低輝度時にストロボが発光する場合は、多少周辺の像性能が低下しても主要被写体は画面中央に存在することが多いため、開放側の絞り制御を変えることにより、ストロボ光の到達距離を延ばすことができる。
【０１１６】
ストロボ到達距離Ｌは、ストロボの発光光量ＧNoと、カメラの絞り値（Ｆ値）により決定され、次式（１）で定義される。
【０１１７】
【数１】
ＧNo＝Ｆ×Ｌ …（１）
カメラによってＧNoは一定であるため、Ｆが小さい（絞りが開いている）ほど、到達距離が長くなることがわかる。したがって、ストロボ使用時は、通常の撮影時（ストロボ不使用時）よりも開放側を使用することで到達距離を延ばすことが可能になる。
【０１１８】
ただし、常に開放側を使用すると画像劣化しやすいので、測距センサ１５の出力により、上記した式（１）から計算された絞り（Ｆ値）が性能保証可能な絞りであれば、性能保証範囲内の絞りで撮影を実行する。その一方、被写体距離がそれ以上の時は、周辺の像性能が保証範囲外となる絞りを使用するものとし、できる限り性能劣化を避けるように制御する。
【０１１９】
また、ストロボを予備発光し、ＡＥ／ＡＦ検出ブロック３８の測光手段を利用して、図１９に示すように分割測光を行う。図１８によれば、撮影時の画角８０が８×８のマトリックス状（６４ブロック）に細分化され、そのうち中央部分の４×４ブロック（１６ブロック）が中央測光エリア８１として設定され、残りの周辺部分が周辺測光エリア８２として設定される。
【０１２０】
分割測光の結果、中央測光エリア８１の測光値が高く、周辺測光エリア８２の測光値が低い（周辺が暗い）場合は、周辺に被写体が存在しないことが分かる。この場合、周辺部分の像性能が多少劣化しても、被写体がない部分なので画像への影響はあまり問題にならないことから、 extra開放絞りを使用する。
【０１２１】
また、測距結果も併用して、被写体距離が遠く、かつ、予備発光の結果、画面の周辺部分に被写体が存在しないことを条件に extra開放絞りを使用してもよい。
【０１２２】
カメラにワイドコンバージョンレンズが装着された場合を考察すると、一般に周辺の像性能が悪くなりやすいが、上述のように、ストロボ発光時には、周辺の像性能劣化が許容され得る。もともとカメラ本体に内蔵されているストロボ装置は、ワイドコンバージョンレンズを使用しない時（標準の撮影レンズ使用時）の画角に合わせて配光特性が設計されているため、ワイドコンバージョンレンズを装着した時の撮影画角においては、周辺部にストロボ光は照射されない（撮影画角の周辺部分にはストロボ光が回らない）。かかる事実に着眼し、本例のカメラ７０では、ワイドコンバージョンレンズ７２が装着されていることがコンバージョン検出回路７５により検出され、かつストロボ発光を伴う撮影を行う場合には、 extra開放絞りを使用することによって、ストロボ光の到達距離を延ばすことができる。更に、前述の測距センサ１５による測距結果と組合せて、 extra開放絞りの使用可否を判断してもよい。
【０１２３】
＜変形例２＞
次に、本発明の更に他の実施形態について説明する。図２０は、本発明の更に他の実施形態に係るカメラ９０のブロック図である。同図中図３と同一又は類似の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１２４】
図２０に示したカメラ９０の撮影光学系（撮影レンズ１２）は、ズームレンズ９１とフォーカスレンズ９２を備えている。ズームレンズ９１を構成するレンズ群９１Ａ、９１Ｂは、図示せぬカム機構によって両者の位置関係が規制されながら光軸に沿って移動し、焦点距離を変更する。ズーム制御回路９４は、制御ＣＰＵ３２からの指令に従ってズームレンズ９１の駆動を制御する。フォーカスレンズ９２は焦点調節に作用するレンズである。フォーカス制御回路９５は、制御ＣＰＵ３２からの指令に従ってフォーカスレンズ９２の駆動を制御する。
【０１２５】
レリーズスイッチ１８や十字キー２１等の操作部からの信号は入力キー制御回路９６を介して制御ＣＰＵ３２に入力される。制御ＣＰＵ３２は、入力キー制御回路９６から受入する操作信号に基づいて相応の処理及び制御等を行うとともに、ズーム制御回路９４及びフォーカス制御回路９５を介して焦点距離情報及びフォーカス位置情報を取得し、これら情報を基に絞り制御回路３０、ズーム制御回路９４及びフォーカス制御回路９５等を制御する。ＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＯＭなどで構成される不揮発性メモリ９７には、当該カメラ７０に搭載されている撮影レンズ１２のＭＴＦに関するデータが格納されている。制御ＣＰＵ３２は、必要に応じて不揮発性メモリ９７内のデータを参照して、絞りに応じた補正や、フォーカス位置による補正、ズーム位置による補正などの演算を行う。
【０１２６】
一般に、カメラのマクロ性能はレンズの像性能に制限されることが多く、通常、画面中央及び周辺のＭＴＦやディストーションを基準に近距離限界（ＭＯＤ）を設定している。しかしながら、低解像度モードによる撮影時は、中央のＭＴＦが多少劣化しても、もともと撮影解像度が低解像度であるために、撮影画像に影響がなかったり、電子ズーム（撮像された画像データを画像処理技術によって電子的に拡大処理する像画像を信号処理によって拡大する機能）を使用して撮影を行う場合は、周辺の解像性能が悪くても中央部分（記録対象領域）の像性能が確保されれば、撮影画像に影響がない。
【０１２７】
したがって、低解像度による撮影時や電子ズーム使用による撮影時は、通常撮影における近距離限界よりも近い距離での撮影が可能となる。
【０１２８】
図２１及び図２２には、被写体距離に対するレンズ性能の関係が示されている。図２１は、焦点位置とＭＴＦの関係（低解像度撮影の場合）を示すグラフである。実線は撮影画角の中央のＭＴＦを示し、点線は周辺のＭＴＦを示す。
【０１２９】
同図に示すように、通常撮影では中央及び周辺のＭＴＦがともに３５％以上の領域が像性能を確保できるレベルとして定められているため、通常撮影における近距離側の制約（近距離限界）は決定されてしまう。つまり、通常撮影における焦点調節範囲は▲１▼のように制限される。
【０１３０】
しかしながら、低解像度の時は、２０％までＭＴＦが低下しても撮影画像に影響が出ないので、低解像度モードの時は、更に近距離の撮影が可能となる。したがって、本例のカメラ７０は、画像サイズ（ピクセル）と圧縮率（クオリティー）の組合せで定まる撮影解像度に応じて焦点調節範囲（近距離側の制約）を変更し、▲２▼で示したように、より近距離側まで焦点調節範囲を拡張する制御を行う。
【０１３１】
また、図２２に焦点位置とＭＴＦの関係（電子ズーム使用時の場合）を示す。同図に示したように、通常撮影では中央及び周辺のＭＴＦが３５％以上の領域が像性能を確保できるレベルである。しかし、電子ズーム（デジタルズーム）時は、中央のみ３５％以上確保できれば充分であるため、これを満たす範囲で更に近距離まで撮影が可能である。したがって、本例のカメラ７０は、電子ズームの倍率に応じて焦点調節範囲を変更し、▲３▼で示したように、より近距離側での撮影を可能にする制御を行う。
【０１３２】
＜変形例３＞
図２１及び図２２は、焦点位置（フォーカス）について性能保証範囲外の使用態様を述べたが、焦点距離（ズーム）についても性能保証範囲外で使用する態様がある。図２３及び図２４には、焦点距離に対するレンズ性能の関係が示されている。
【０１３３】
図２３は、焦点距離とＭＴＦの関係（低解像度撮影の場合）を示すグラフである。同図に示すように、通常撮影では中央及び周辺のＭＴＦが３５％以上の領域が像性能確保可能なレベルであり、これによりTELE側の制約は決まる。つまり、通常撮影における焦点距離可変範囲（ズーム範囲）は▲４▼のように制限される。
【０１３４】
しかし、低解像度の時は、２０％までＭＴＦが低下しても撮影画像に影響がないので、低解像度モードの時は、更にTELE側の撮影が可能となる。本例のカメラ７０は、画像サイズ（ピクセル）と圧縮率（クオリティー）の組合せで定まる撮影解像度に応じてズーム範囲（TELE側の制約）を変更し、▲５▼に示すように、よりTELE側まで焦点距離可変範囲を拡張する制御を行う。
【０１３５】
また、図２４に焦点位置とＭＴＦの関係（電子ズーム使用時の場合）を示す。同図に示したように、通常撮影では中央及び周辺のＭＴＦが３５％以上の領域が像性能を確保できるレベルであるが、電子ズーム（デジタルズーム）時は、中央のみ３５％以上確保できれば充分であるため、これを満たす範囲で更にTELE側まで撮影が可能である。したがって、本例のカメラ７０は、電子ズームの倍率に応じてズーム範囲を変更し、▲６▼に示すように、よりTELE側での撮影を可能にする制御を行う。
【０１３６】
図２５は、光学ズームと電子ズームを組合せたズーム制御によるズーム範囲の概念図である。同図に示すように、光学ズームのWIDE端から通常撮影可能な長焦点側の端位置（第１のTELE端）までズーム駆動した後、電子ズームで撮影画角の中央部分のみを拡大する。電子ズームによる拡大処理に伴い、光学ズームのズーム範囲（TELE側の限界位置）が拡張されるため、電子ズームによる拡大限界（電子ズームTELE端）まで拡大した後、更に光学ズームによって長焦点側の第２のTELE端までズーム駆動が可能となる。
【０１３７】
＜変形例４＞
撮影光学系の焦点距離がTELE側になるほど手ぶれしやすくなるが、低解像度で撮影した場合は、多少手ぶれしても目立たない場合がある。したがって、手ぶれによる画像のボケ量（ぶれ量）を計算し、求めたボケ量と extra開放での像性能データと比較し、手ぶれによるボケ量の方が像性能の劣化の影響を上回る場合には、 extra開放絞りを利用して、シャッタースピードを速くし、手ぶれと像性能のバランスのとれたポイントで撮影する態様も好ましい。なお、手ぶれを検出する方法は、角速度センサなど公知の検出手段を適用できる。
【０１３８】
＜変形例５＞
撮影光学系の性能保証範囲外での撮影を可能にするために、画像信号に対してエッジ（輪郭）強調処理（いわゆる「アパーチァ処理」）を変更することにより、撮影される画像の解像度を上げることができる。すなわち、性能保証範囲外で使用する場合の像性能の低下を補うように、アパーチャ処理によって輪郭を強調し解像感を高める。もちろん、性能保証範囲内においても、絞りに応じてアパーチャ処理を変えることにより、ＭＴＦ変化があっても出力される像の解像度、解像感を同等にすることができる。
【０１３９】
アパーチャ処理（輪郭補正処理）は、図２０に示した信号処理部４２において行われる。図２６は、輪郭補正回路の構成例を示すブロック図である。同図に示す輪郭補正回路１００は、輝度信号から輪郭信号（アパーチャ信号）を生成する輪郭信号生成回路１１０と、輪郭信号に対してゲインをかける乗算器１１２と、乗算器１１２の出力の微小振幅成分を零値化するコアリング回路１１４と、コアリング回路１１４から出力される輪郭補正信号と、元の輝度信号とを加算する加算器１１６と、から構成される。
【０１４０】
乗算器１１２のゲイン値α及びコアリング回路１１４におけるコアリングレベルは、図２０の制御ＣＰＵ３２によって制御される。制御ＣＰＵ３２は、不揮発性メモリ９７内のデータを参照しながら、撮影光学系の性能保証範囲外で使用する場合の像性能低下を補完するようにゲイン値αやコアリングレベルを変更する。これにより、絞りごとの補正やフォーカス位置による補正又はズーム位置による補正を実現できる。
【０１４１】
＜変形例６＞
図２７には、本発明の実施形態に係る固体撮像素子（ＣＣＤ）１２０の断面図が示されている。図２７に示したように、ＣＣＤ１２０は多数のフォトダイオード１２２が平面的に配列された構造を有している。これらのフォトダイオード１２２の前方には、各フォトダイオード１２２の受光面上に被写体像を結像するためのマイクロレンズ１２４が各フォトダイオード１２０に対応して設けられている。
【０１４２】
ＣＣＤ受光面のうち周辺部Ａに位置するマイクロレンズ１２４について開口率を絞るために、図２７のように、マイクロレンズ１２４とフォトダイオード１２２の間に遮光マスク１２６が設けられている。その一方、ＣＣＤ受光面のうち中央部分部Ｂの領域については遮光マスクは設けられていない。
【０１４３】
かかる構成のＣＣＤ１２０は、遮光マスク１２６の作用によって、周辺部Ａのフォトダイオード１２２に入射する光量が絞られるため、遮光マスク１２６を有していない従来のＣＣＤと比較して、周辺での像性能劣化を防止することができる。すなわち、従来のＣＣＤでは周辺の像性能が低下して使用できなくなる領域についても、本例のＣＣＤ１２０は遮光マスク１２６によってマイクロレンズの開口が絞られているので、当該性能外領域についても使用可能となる。
【０１４４】
なお、図２７に示した構造のＣＣＤ１２０を使用すると、周辺の光量が落ち、シェーディング（画像の明暗の差）が大きくなるが、これに対しては、図２０に示した信号処理部４２の中で、周知のシェーディング補正処理を行うことにより解決できる。
【０１４５】
図２７では、周辺部Ａに遮光マスク１２６を設け、中央部Ｂは遮光マスクを省略しているが、このような２種類の領域分けに限定されず、遮光マスクの開口率を複数種類設定し、中央から周辺に向かうに従って開口率が次第に小さくなるように構成する態様も好ましい。
【０１４６】
＜変形例７＞
カメラ７０において選択される撮影モードによっては、周辺がボケた方がよりそのモードに適した画像が得られる場合がある。例えば、ポートレートモードがこれに該当する。ポートレート撮影においては、周辺をぼかすことにより、中央の人物を相対的に浮かび上がらせて撮影する。この場合、被写界深度を狭くするために、絞りを開放側に設定するが、性能保証範囲を越える絞りについても周辺の像性能だけが悪くなる絞り領域であれば、より周辺のボケ味が出るので、当該絞り領域（性能保証範囲外の領域）を使用可能である。
【０１４７】
図１６に示したモードダイヤル１３によってポートレートモードが選択されると、 extra開放絞りを使用したプログラム線図を使用して、周辺にボケ味のある画像を撮影するように自動制御される。モードダイヤル１３で選択可能な撮影モードとしては、その他に動体撮影に適したスポーツモード（高速側のシャッタースピードで撮影されるシャッター優先のモード）、夜景モード、風景モードなどがあるが、夜景モードの時も extra開放絞りを使用して明るく撮影でき、また、ストロボを使用したスローシンクロ（スローシャッターのストロボ撮影であり、夜景と人物をきれいに撮影することができる）時も extra開放を使用することができる。
【０１４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、通常の撮影では使用しない規定外の絞り（extra開放絞り）を用意し、ＡＥ、ＡＦなどの動作状況に応じて、規定外絞りを利用する。これにより、撮影画像を劣化させることなく、レンズの性能をフルに活用することができ、カメラの諸性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカメラの正面側斜視図
【図２】図１に示したカメラの背面側斜視図
【図３】本発明の実施形態に係るカメラのブロック図
【図４】絞りによるＭＴＦの変化の様子を示すグラフ図
【図５】電子ズーム使用時に性能保証可能な絞り範囲が拡大する様子を示すグラフ図
【図６】間引きモード時に使用可能な絞り範囲が拡大する様子を示すグラフ図
【図７】撮影画角とＡＦ時の検出エリアの関係を示す説明図
【図８】第１の態様に係るカメラ制御の手順を示すフローチャート
【図９】撮影画角とＡＥ分割測光検出エリアの関係を示す説明図
【図１０】第２の態様に係るカメラ制御の手順を示すフローチャート
【図１１】通常の撮影画角と電子ズーム使用時の撮影画角の関係を示す説明図
【図１２】第３の態様に係るカメラ制御の手順を示すフローチャート
【図１３】第４の態様に係るカメラ制御の手順を示すフローチャート
【図１４】第５の態様に係るカメラ制御の手順を示すフローチャート
【図１５】第６の態様に係るカメラ制御の手順を示すフローチャート
【図１６】本発明の他の実施形態に係るカメラの正面側斜視図
【図１７】図１６に示したカメラの背面側斜視図
【図１８】図１６に示したカメラのブロック図
【図１９】分割測光の概念図
【図２０】本発明の更に他の実施形態に係るカメラのブロック図
【図２１】焦点位置とＭＴＦの関係（低解像度撮影の場合）を示すグラフ
【図２２】焦点位置とＭＴＦの関係（電子ズームの場合）を示すグラフ
【図２３】焦点距離とＭＴＦの関係（低解像度撮影の場合）を示すグラフ
【図２４】焦点距離とＭＴＦの関係（電子ズームの場合）を示すグラフ
【図２５】光学ズームと電子ズームの組合せによるズーム範囲を示した概念図
【図２６】輪郭強調回路の例を示すブロック図
【図２７】本発明の実施形態に係る固体撮像素子の断面図
【符号の説明】
１０，７０，９０…カメラ、１２…撮影レンズ、１３…モードダイヤル（撮影モード設定手段）、１４…ストロボ発光部（ストロボ発光手段、予備発光手段）、１５…測距センサ（測距手段）、２２…液晶モニタ（表示用出力手段）、２６…虹彩絞り（絞り機構）、２８…固体撮像素子（撮像手段）、３０…絞り制御回路、３２…制御ＣＰＵ（第１の絞り制限手段、第２の絞り制限手段、第１の制限手段、第２の制限手段、制御手段、規定外絞り可変手段、決定手段、焦点位置制御手段、焦点距離制御手段）、４２…信号処理部（電子ズーム処理手段、電子ズーム手段）、４４…画像表示装置（表示用出力手段）、４６…操作部（操作手段、倍率指定手段、解像度指定手段）、７２…コンバージョンレンズ、７４…センサ（検出手段）、７５…コンバージョン検出回路、９１…ズームレンズ、９２…フォーカスレンズ、９４…ズーム制御回路、９５…フォーカス制御回路、９７…不揮発性メモリ（記憶手段）、１００…輪郭補正回路、１１０…輪郭信号生成回路、１１４…コアリング回路、１２０…ＣＣＤ、１２２…フォトダイオード（光電変換素子）、１２４…マイクロレンズ、１２６…遮光マスク

Claims (3)

1. カメラに使用されるレンズの絞りを制御する方法であって、
   所定の光学性能を保証し得る通常撮影絞り範囲よりも外側に、撮影時には使用しない大口径の絞りとして、前記所定の光学性能の保証範囲外で使用することを可能とする規定外絞り位置を用意し、
   自動露出調整（ＡＥ）時及び自動焦点調整（ＡＦ）時のうち少なくとも一つのカメラ動作時に前記規定外絞り位置を使用するように絞り機構を制御することを特徴とするカメラの絞り制御方法。
2. カメラに使用されるレンズの絞りを制御する装置において、
   所定の光学性能を保証し得る通常撮影絞り範囲で絞りの大きさを制限する第１の制限手段と、
   前記通常撮影絞り範囲外の撮影時には使用しない大口径の規定外絞り位置を含む絞り範囲で絞りの大きさを制限する第２の制限手段と、
   自動露出調整（ＡＥ）時及び自動焦点調整（ＡＦ）時のうち少なくとも一つのカメラ動作時に前記第２の制限手段により定められる絞り範囲内で前記規定外絞り位置の絞りを決定し、当該決定した絞りを実現するように絞り機構を作動させる一方、画像記録用の撮影時には、前記第１の制限手段により定められる通常撮影絞り範囲内で絞りを決定し、当該決定した絞りを実現するように絞り機構を作動させる制御手段と、
   を備えたことを特徴とするカメラの絞り制御装置。
3. 撮影レンズと、
   前記撮影レンズを通して入射する光の量を調整する絞り機構と、
   前記撮影レンズ及び絞り機構を含む光学系について所定の光学性能を保証し得る通常撮影絞り範囲で絞りの大きさを制限する第１の制限手段と、
   前記通常撮影絞り範囲外の撮影時には使用しない大口径の規定外絞り位置を含む絞り範囲で絞りの大きさを制限する第２の制限手段と、
   自動露出調整（ＡＥ）時及び自動焦点調整（ＡＦ）時のうち少なくとも一つのカメラ動作時に前記第２の制限手段により定められる絞り範囲内で前記規定外絞り位置の絞りを決定し、当該決定した絞りを実現するように前記絞り機構を作動させて前記カメラ動作を実行する一方、画像記録用の撮影時に前記第１の制限手段により定められる通常撮影絞り範囲内で絞りを決定し、当該決定した絞りを実現するように前記絞り機構を作動させて前記画像記録用の撮影動作を実行する制御手段と、
   を備えたことを特徴とするカメラ。

Images