JP5159361B2 - 交換レンズ - Google Patents

Description

本発明は、カメラ本体の型式等に応じて、デジタル収差補正のための適合した収差補正用データをカメラ本体に送出する交換レンズに関するものである。

カラー方式の電子スチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムでは、Ｒ（赤）チャンネル、Ｇ（緑）チャンネル、Ｂ（青）チャンネルの画像を重ね合わせることでカラー画像を再現している。被写体像がレンズを通し撮像素子に結像される際に、レジストレーション誤差やディストーションが発生する。その原因の１つとして、レンズの収差、特に倍率色収差とディストーションが問題となっている。

倍率色収差とディストーションを電気的に補正する手法としては、従来から種々の提案がされており、例えば特許文献１にはレジストレーション誤差つまり各チャンネルの色合わせ誤差を生ずる色成分の画素出力の配置を変更する補正方法が提案されている。

また特許文献２には、交換レンズ方式の電子スチルカメラやビデオカメラのデータ受け渡し手法について、レンズの番号や型式を識別し、レンズの番号や型式に合わせた正確な補正データの読み出しを行うカメラ装置が提案されている。

更に特許文献３には、エクステンダ機能を内蔵したレンズを使用するカメラにおいて、レンズエクステンダの使用時、非使用時において、ディストーション補正量（歪補正量）を変化させるカメラを開示している。
特開２０００−１３８９４４号公報 特開昭６１−２２５９８８号公報 特開昭６２−１９４７８７号公報

特許文献２、３のように、レンズの種類や使用状況に応じ補正データを変更するシステムでは、光学系の変更に伴って、レンズが送出する補正データを変更するか、或いはカメラ本体が持つ補正データの中から使用する補正データを選択している。しかし、放送用レンズのように１個の交換レンズが複数の異なるカメラ本体に装着される場合や、異なる撮影状況、撮影モードのカメラ本体に装着される場合は想定されていない。

また放送用カメラには、ＨＤ（ｈｉｇｈ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）やＳＤ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）或いはシネマ用といった要求する解像力が異なる場合がある。一方、図１６はカメラ特性ＡとＢの倍率色収差を示しており、異なるモードやカメラの種類によって、同一のレンズを用いても異なる色の特性となる場合がある。従って、放送用撮像システムでは、同じレンズを異なる種類のカメラに装着した場合や、或いは同じ種類のカメラでも異なる撮影状況、或いは異なる撮影モードで撮影した場合を考慮する必要がある。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解消し、様々な状況に応じた最適な収差補正を行い得る交換レンズを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る交換レンズは、カメラ本体に着脱可能の交換レンズであって、前記カメラ本体から前記カメラ本体の種類に関する情報を受信する受信部と、前記受信部が受信した情報に基づいた倍率色収差量に関するデータを含む収差補正用データを前記カメラ本体に送信する送信部と、を備え、前記収差補正用データが、前記カメラ本体で撮像された画像に対する倍率色収差の影響を低減する画像処理に用いられるデータであって、前記送信部は、前記受信部が受信した前記カメラ本体の種類に関する情報に応じて、異なる収差補正用データを前記カメラ本体に送信する、ことを特徴としている。

本発明に係る交換レンズによれば、状況に応じて適切なデータを、交換レンズからカメラ本体に送信することが出来るため、カメラ側で収差の小さな鮮明な画像を得ることができる。

本実施例の交換レンズ（特に放送機器用交換レンズ、撮影光学系）では、同じレンズを、異なる種類のカメラに装着する場合や、異なる撮影状況（異なる光源の）下、異なる撮影モードで撮影する（同一の）カメラに装着する場合を考慮する必要がある。本実施例においては、同じ交換レンズを異なる種類のカメラに装着する場合や、異なる撮影状況、或いは異なる撮影モードで撮影するカメラに装着する場合に、考慮すべき倍率色収差の量（大きさ）が変化する点を課題としている。言い方を変えると、本実施例の交換レンズは、上記のように異なる撮影環境（異なる種類のカメラ、異なる撮影状況、異なる撮影モード）のカメラに装着する場合に、交換レンズからカメラ本体側に送信する交換レンズに関するデータを変えている。尚、本実施例においては、カメラ本体は、撮影レンズ（交換レンズ）から受けた撮影光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分解する色分解光学系（プリズム）と、それぞれの色光に対応する撮像素子を有している（不図示）。本実施例において倍率色収差が発生すると、それぞれの撮像素子上に形成される画像の大きさ、歪み方、歪み量が異なってしまい、３色の画像を合成してカラー画像を作成する際に色がにじんで見えてしまうことがある。本実施例においては、このように倍率色収差が発生するような状況においても、色にじみの無い（少ない）カラー画像を得るために、デジタルに（画像処理で）画像を補正（修正）する。このデジタルに画像を補正するために必要な適切なデータ（倍率色収差に関するデータ、各色光ごとのディストーションに関するデータ）を、交換レンズ側からカメラ本体に送信する。

尚、本実施例において、交換レンズに関するデータとは、倍率色収差（その他の収差）に関するデータ（特に波長に依存して変化する収差に関するデータ）、または、その収差の補正用のデータ等である。また、異なる種類のカメラとは、前述したようなＨＤ用のカメラや、ＳＤ用のカメラ等のように解像度が異なるカメラや、製造メーカが異なり受信可能な信号の種類（データの形式）が異なるカメラ等のことである。また、異なる撮影状況とは、太陽光の下での撮影（屋外撮影）、電灯光の下での撮影（屋内撮影）、暗がりの下での撮影（夜景撮影）、サチュレーション（信号の飽和）が発生するような状況のことである。つまり、撮影状況とは、被写体を照明する光の分光強度（輝度分布）のことであり、本実施例ではその分光強度を、撮像素子、ＡＦ用センサやその他の輝度センサーに入射する光に基づいて検出している（判断している）。また、異なる撮影モードとは、前述のように、屋内撮影モード、屋外撮影モード、夜景撮影モード、サチュレーションが発生する状況下での撮影モード（サチュレーションの発生を防ぐための撮影モード）等を指している。

また、カメラ本体の種類、撮影状況、撮影モード等は、カメラ本体との信号の授受を通じて（通信して）判断しても良いし、交換レンズ本体に設けられたセンサーの検出結果に基づいて判断しても良いし、撮影者の手動入力に基づいて判断しても良い。ここで言うセンサーとは、例えば撮影状況を判断するための輝度センサーであって、本来は被写体を照明する光源から発する光を検出する（被写体、又はその近傍に設けた輝度センサーを用いて光のスペクトルを検出する）ことが望ましい。しかしながら、実際に被写体又はその近傍に輝度センサーを配置することは難しいため、輝度センサーを交換レンズ（の外装）に設けても良いし、またカメラ本体（の外装）に設けても良いし、或いは光学系内の撮影光の一部が入射する位置に設けても良い。勿論、後述する実施例７のように、撮像素子１０１、６０で受光している撮影光の輝度分布（分光強度）に基づいて、撮影状況を判断しても構わない。

本実施例の交換レンズは、カメラ本体から受信したデータ、交換レンズに設けられた検出器（センサー）による検出結果、交換レンズに入力された入力信号のうち少なくとも１つに基づいて、交換レンズからカメラ本体に送信するデータを変更する。ここで、撮影環境に関する情報を受信したり、撮影環境（被写体を照明する光源の分光強度、撮影モード、カメラの種類）を識別したり、交換レンズからカメラ本体にデータを送信したりする機能は、交換レンズ内の同じ演算回路（ＣＰＵ）が担う。但し、これらの機能（受信部としての機能、撮影環境識別部としての機能、送信部としての機能）を別々の演算回路で担っても良い。尚、この受信部は、カメラ本体側から様々な情報を受信しても構わないし、交換レンズに配置されたセンサー（ＡＦ用受光センサー、交換レンズ外装部に設けられた輝度センサー等の光検出器、光を受ける受光センサー）の検出信号を受信しても構わない。

以上のように構成することによって、使用されるカメラ、或いは使用される環境（撮影状況）、撮影モード等に応じて適切なデータ（収差補正用データ）をカメラ本体側に送ることができ、適切な収差補正を行い、高品質な画像を得ることができる。尚、ここで言う収差補正用データとは、各色の画像（具体的には、赤緑青の画像）が、互いに異なる収差の影響を受けて歪んでいる際に、それらの歪みをデジタルに（画像処理で）補正（修正）するために用いられるデータのことである。つまり、各色の画像がどのようにどれだけ歪んでいるか、を示す（又はそれに関する）データである。

上記記載した内容、及び以下に具体的に示す内容からも分かるように、本実施例では撮影環境が異なる場合には、交換レンズからカメラ本体に送信される収差補正用データも必然的に異なる。勿論、異なる撮影環境であっても同じ収差補正用データを送信する場合もありえるが、それは例外的である。

以下に、本実施例の具体的な例を、図１〜図２２を用いて詳細に説明する。

図１は実施例１の撮影装置の構成図を示し、交換レンズ１はカメラ本体１００に着脱可能にされている。交換レンズ１は、光軸上にフォーカスレンズ（フォーカスレンズユニット）２、ズームレンズ（ズームレンズユニット、変倍レンズユニット）３、絞り（光量調節ユニット）４を備えている。フォーカスレンズ２、ズームレンズ３、絞り４のそれぞれの位置は、フォーカス位置検出装置１１、ズーム位置検出装置１２、絞り位置検出装置１３により検出するようにされている。尚、後述する光学系パラメータとは、フォーカスレンズ２、ズームレンズ３の現在の位置に関する情報、及び焦点距離に関する情報、絞り４の絞り値（絞りの開放度、開口径を表す値）等のうち少なくとも１つを含んでいれば良い。尚、これらの構成要素は、被写体側（物体側）から被写体像を形成する撮像素子１０１に向かって、このフォーカスレンズ２、ズームレンズ３、絞り４の順に配置されていることが望ましいが、順番が異なっていても構わない。

これらの位置検出装置１１〜１３の出力は、ＣＰＵ等から成る演算回路２０内の光学系パラメータ取得部２１に接続され、光学系パラメータ取得部２１の出力はカメラ本体識別部２２に接続されている。カメラ本体識別部２２は特性データ受信部２３、送出型式変換部２４、演算回路２０外の補正データメモリ２５と接続されている。

また、特性データ受信部２３はカメラ本体１００側と接続され、更に送出型式変換部２４は補正データ送信部２６を介してカメラ本体１００側と接続されている。補正データメモリ２５は光学系のＲＧＢにおけるディストーション補正用データを記憶している。

カメラ本体１００において、交換レンズ１のフォーカスレンズ２等を経た被写体の像側に撮像素子１０１が設けられ、撮像素子１０１の出力はＣＰＵ等から成る演算回路１０２内の補正座標算出部１０３に接続されている。補正座標算出部１０３の出力は交換レンズ１からの補正データを受信する補正データ受信部１０４とデータ補間処理部１０５に接続されている。更に、データ補間処理部１０５の出力は演算回路１０２外の信号出力手段１０６に接続され、更に信号出力手段１０６の出力はカメラ本体１００外の記録媒体１０７に接続されている。

また、演算回路１０２内の交換レンズ１に特性データを送信する特性データ送信部１０８には、演算回路１０２外の特性データメモリ１０９が接続されており、特性データメモリ１０９はカメラ本体１００の特性データを記憶している。なお、記録媒体１０７はカメラ本体１００の外部にあるが、内部に設けていてもよい。

図２は図１で示される交換レンズ１を有するカメラ本体１００が、撮影画像を補正する処理フローチャート図である。先ず、交換レンズ１の電源を投入し、初期化を行う（ステップＳ１０）。初期化が終了すると同時に、フォーカスレンズ２、ズームレンズ３、絞り４の光学系パラメータを、それぞれの位置検出装置１１〜１３が光学系パラメータ取得部２１に送る。光学系パラメータ取得部２１が受け取った情報はカメラ本体識別部２２に送られ、光学系の初期状態を把握しておく。（ステップＳ２０）。

次に、交換レンズ１がカメラ本体１００を呼び出し、応答があれば通信が確立し以降の処理に進んでゆくが、数回の呼び出しに回答が無い場合には、カメラ本体１００が通信できない型式であると判断し、以降の処理を中止する（ステップＳ３０）。通信確立の確認と同時に、カメラ本体１００の特性データメモリ１０９から、特性データ送信部１０８が特性データを読み込み、交換レンズ１に伝送する。このデータを交換レンズ１の特性データ受信部２３が受け取り、カメラ本体識別部２２に送る（ステップＳ４０）。

カメラ本体識別部２２は特性データを基にカメラ本体１００の型式を識別する（ステップＳ５０、Ｓ６０）。型式が登録されている型式Ａ又は型式Ｂに当て嵌まる場合に、それぞれの型式のデータに対し、ステップＳ２０で取得済みの光学系パラメータに一致するデータ、又は近傍のデータを補正データメモリ２５から読み込む（ステップＳ５１、Ｓ６１）。

このとき、登録型式にない場合は、設計値のデータをそのまま適用する（ステップＳ６２）。ステップＳ５１、Ｓ６１、Ｓ６２で読み込まれたデータは送出型式変換部２４に送られ、カメラ本体１００の型式毎にデータの型式と転送時の型式を変換する。そして、変換後のデータは補正データ送信部２６を介し、カメラ本体１００の補正データ受信部１０４に伝送する（ステップＳ９０）。

一方、カメラ本体１００が撮影している被写体像は、フォーカスレンズ２等の光学系を経て撮像素子１０１に結像し、画像データとして出力され、補正座標算出部１０３に送られる（ステップＳ１００）。補正座標算出部１０３では、補正データ受信部１０４から補正データを受け取り、撮像素子１０１から送られた画像データはＲＧＢのチャンネル毎に位置データと輝度データに分けられる。そして、補正データと各チャンネルの位置データを用いて、ＲＧＢそれぞれの座標データ補正値を算出する（ステップＳ１１０）。その際に、補正後の位置座標は一部は重なり一部に空白が生ずるため、データ補間処理部１０５で補間処理を行う（ステップＳ１２０）。データ補間後の画像データは信号出力手段１０６に送られ、記録媒体１０７に書き込む（ステップＳ１３０）。或いは、リアルタイムで映像化する場合には、信号出力手段１０６から直接に映像が出力される。

なお、上述のステップＳ２０〜Ｓ１３０の処理は画像ごとになされるので、１フレームごとにステップＳ２０〜Ｓ１３０を繰り返すことになる。なお、中間の通信確立、カメラ本体１００の種類の確認は毎回行わずに、適宜に省略することもできる。

図３はステップＳ５１、Ｓ６１、Ｓ６２で使用される補正データメモリ２５における補正データの記憶方法の一例を示しており、データをテーブルとして記憶している。テーブルは或るフォーカスレンズ２の位置ｆ、絞り４の位置ｉにおけるズームと像高の変化に対するＧチャンネルのディストーション補正量を示している。

縦軸はズーム方向であり、上側が広角方向、下側が望遠方向を示し、横軸は光軸からの像高を示し、左側が光軸近傍、右側にゆくにつれて光軸から離れてゆく。

そのため、最低でもＲチャンネル・Ｂチャンネル用に同様のテーブルを更に２つ用意する必要があり、フォーカス方向（至近〜無限）と絞り方向（開放〜クローズ）に複数データを持つ場合には、その分のテーブルも持つことになる。ディストーションの補正量は一般に画界に対し最大１２％程度であり、ＨＤの解像度を１９２０・１０８０画素とすると、補正量は１３０画素強となるため、通常では２バイトのデータでテーブルを構成すると適正な補正が可能である。

図４も図３と同様にステップＳ５１、Ｓ６１、Ｓ６２で使用される補正データの記憶方法の一例を示しており、データを係数として記憶している。像高方向のディストーション補正量を２つ１組の係数で示しており、縦軸はズーム方向を示し、この１つのテーブルでＲＧＢ全てのチャンネルのズーム・像高方向の補正量を得ることができる。

この図４では、像高方向の補正量を２次関数で表した係数を持っており、下記の式（１）のＡ〜Ｆを用いて、任意の像高ｈにおけるＲＧＢ各チャンネルにおける補正量ΔＲ、ΔＧ、ΔＢを算出することができる。

これら２つの型式のテーブルは相互に変換可能であり、図３の型式から図４の型式に変換するためには、図３の像高方向のテーブルを用い、最小二乗法等を使ってフィッティングを行い、式（１）で示すような２つの係数に変換することができる。一方、図４の型式から図３の型式に変換するためには、式（１）に像高ｈを入力することで、補正量に変換することができる。

従って、何れか１つの種類のテーブルを持ち、交換レンズ１内に型式を変換するための演算回路２０を備えていれば、カメラ本体１００が何れの型式のデータを要求しても対応することが可能となる。図１では、演算回路２０の送出型式変換部２４がこの役割を果している。

また、カメラ本体１００毎に転送型式も異なる場合が考えられるため、例えばＲＳ−２３２Ｃのような一般的な型式以外にも、カメラ本体１００特有のフォーマットに対応した転送型式にデータを変換する必要がある。図１ではこの転送型式変換も、上記のデータ型式変更と同時に送出型式変換部２４において行う。

図４のテーブルについては、像高方向だけではなく、ズーム方向のデータも１つの式で表す方法も考えられ、例えば式（２）のように、任意の像高ｈと任意のズームｚを用いて表すことも可能である。

この場合には、ズーム方向に相当するテーブルデータを持つ必要がなくなるので、テーブルのデータ数の更なる削減が可能であるが、演算時間は増大する。

なお、図３では倍率色収差の変動が比較的大きいズーム・像高方向により１つのテーブルとしているが、データ量が過剰で補正過剰となる場合には、像高方向のデータの削減をして、処理速度の向上を図ることが可能となる。光学系の種類によっては、フォーカス・絞り方向でテーブル化しても支障はない。また、図４では２次関数を用いたが、より高次の関数を用いて表現することで、より精度の高い補正値を求めることが可能である。

図５は実施例２の構成図を示し、図１と同じ符号は同じ部材を示している。光軸上にはエクステンダレンズ５が挿脱自在に付加され、このエクステンダレンズ５の挿脱を検出するエクステンダ挿脱検出装置１４が設けられ、このエクステンダ挿脱検出装置１４の出力は光学系パラメータ取得部２１に接続されている。

光学系パラメータ取得部２１の出力はＳＤ・ＨＤ識別部３１に接続され、ＳＤ・ＨＤ識別部３１の出力は特性データ受信部２３、２→１バイト変換部４２、線形近似処理部４３に接続され、線形近似処理部４３の出力は送出型式変換部２４に接続されている。

また、カメラ本体１００においては、特性データ送信部１０８に、カメラ本体１００がＳＤ対応かＨＤ対応かを記憶しているＳＤ・ＨＤメモリ１１１が接続されている。

図６は実施例２の処理フローチャート図である。先ず、交換レンズ１の電源投入時に初期化を行う（ステップＳ１０）。初期化の終了と同時に、各検出装置１１〜１４からフォーカスレンズ２、ズームレンズ３、絞り４位置及びエクステンダレンズ５の挿脱のパラメータを光学系パラメータ取得部２１が取得する（ステップＳ２１）。

次に、交換レンズ１がカメラ本体１００を呼び出し、応答があり通信が確立すれば（ステップＳ３０）、カメラ本体１００がＳＤ対応か或いはＨＤ対応かを、ＳＤ・ＨＤメモリ１１１から特性データ送信部１０８が読み込み、交換レンズ１に伝送する。交換レンズ１の特性データ受信部２３はデータを受け取り、ＳＤ・ＨＤ識別部４１に送る（ステップＳ４０）。

ＳＤ・ＨＤ識別部４１は受信したデータからカメラ本体１００がＳＤ対応なのかＨＤ対応なのか識別する（ステップＳ５５）。カメラ本体１００がＳＤであれば、ＨＤと比較し許容錯乱円は約２倍となる。従って、ステップＳ２１で取得済みの光学系パラメータに一致又は近傍の補正データの中から、ＳＤの画素サイズ１０μｍの分解能に対し充分に補正可能なピッチに像高方向のデータを間引いて、補正データメモリ２５から読み込む（ステップＳ５６）。読み込まれたデータは２→１バイト変換部４２に送られ、１／２５６にデータ圧縮（小数点以下は切り捨て）した後に、送出型式変換部２４に送られる（ステップＳ５７）。

一方、ＨＤ対応であれば、ＳＤと比較し画素サイズ５μｍの高い分解能を持ちＳＤと比較し許容錯乱円も約半分と小さくなる。従って、ステップＳ２０で取得済みの光学系パラメータと一致又は近傍の補正データに対し全ての像高におけるデータを読み込む（ステップＳ６６）。なお、ＳＤかＨＤの判別ができない場合も、ＨＤ対応と同様に全ての像高データを読み込む。読み込まれたデータは線形近似処理部４３に送られ、線形近似処理をされた後に、送出型式変換部２４に送られる（ステップＳ６７）。

送出型式変換部２４に送られたデータは、カメラ本体１００が要求するデータ型式に変更され、補正データ送信部２６を介し補正データ受信部１０４に伝送される（ステップＳ９０）。

カメラ本体１００内における処理ステップＳ１００〜Ｓ１３０は、図２のフローチャート図と同じである。

図７はステップＳ６７における線形近似処理の説明図であり、図３に示すデータの一部を示している。光学系パラメータ取得部２１が取得した光学系パラメータのズーム・像高位置は☆を示しており、テーブルの中に適合するデータがなかった場合に、近傍のａ、ｂ、ｃ、ｄの４つの値を使用し、線形近似から☆の値を算出する。

先ず、必要な精度を充分満たすために必要な各データ間の分割数を予め決めておき、仮にズーム方向にはｎ個、像高方向にはｍ個に分割する必要があった場合を考える。☆の値を算出する前段階として、☆が像高方向ではｋ番目であるため、ａ〜ｃをｎ個に分割したｋ番目のデータ○と、ｂ〜ｄをｎ個に分割したｋ番目のデータ△を算出する。計算式は下記の式（３）、式（４）に示す通りである。

次に、☆はズーム方向ではｌ番目であるため、○〜△をｍ個に分割したｌ番目のデータを算出すると☆の値が求まる。計算式は次の式（５）に示す通りである。

図８は図６のステップＳ６７の線形近似処理の説明図であるが、図７に示すように１つのテーブル内のデータ間ではなく、各テーブル間のデータについての考え方を示している。この考え方はフォーカス、絞り共に同様である。

光学系パラメータ取得部２１が取得した光学系パラメータの位置は☆を示しており、適合するテーブルがなかった場合に、近傍のＡテーブルとＢテーブルを使用し、線形近似から☆の値を算出する。☆のズーム・像高に対応するＡテーブルにおけるズーム・像高位置は×であり、Ｂテーブルにおけるズーム・像高位置は●であるとすると、×と●を使用し線形近似から☆を算出することが可能である。

必要な精度を充分に満たす各テーブル間の分割枚数が仮にｎ個必要であり、☆を含むテーブルがｋ番目であった場合の☆を算出する計算式は、次の式（６）に示す通りである。

この式（６）によりズーム・像高に加え、フォーカス又は絞りの何れか一方の情報を含む３つのパラメータにおける値を算出することが可能である。この手法を用いて、フォーカス又は絞りに対し繰り返し同様の計算をすることで、４つの全てのパラメータを満たす値を算出することが可能である。

なお、線形近似処理は必須ではないので、必要な精度を保証するためにデータ分割数やテーブルの枚数を増加した場合は、メモリの容量はより多く必要であるが計算処理が少なくて済むため、場合に応じて線形近似処理を省略してもよい。なお、実施例２では線形近似処理を交換レンズ１内で行っているが、カメラ本体１００で行っても同様の効果が得られる。

図９は実施例３の構成図であり、図１、図５と同じ符号は同じ部材を示している。フォーカス位置検出装置１１、ズーム位置検出装置１２、絞り位置検出装置１３の位置を取得する光学系パラメータ取得部２１の出力はモード識別部５１に接続されている。そして、モード識別部５１にはスイッチ等から成るモード切換装置５２の出力が接続されている。そして、特性データ受信部２３は省略されており、カメラ本体１００においても特性データ送信部１０８は省略されている。

図１０は実施例３の処理フローチャート図である。ステップＳ１０〜Ｓ３０までは図２のフローチャート図の場合と同じである。ステップＳ３０での通信確立後に、モード識別部５１はモード切換装置５２で設定されているモード情報を読み込み、現在のモードを確認する（ステップＳ４１）。最初に、高精細モードか否かの判断を行い（ステップＳ７０）、高精細モードであると判断された場合には、ステップＳ２０で取得済みの光学系パラメータに一致又は近傍の補正データを読み込む（ステップＳ７４）。

高精細モードではない場合は、ステップＳ２０で取得済みの光学系パラメータと一致又は近傍の値において、像高成分のデータを間引いて読み込む（ステップＳ７１）。次に、線形近似の有無を判断する（ステップＳ７２）。線形近似をする場合には、読み込まれたデータは線形近似処理部４３に送られ、線形近似処理を行う（ステップＳ７５）。

次に、データ圧縮の有無を判断する（ステップＳ７３）。データ圧縮する場合には、データは２→１バイト変換部４２に送られ、１／２５６に圧縮（小数点以下切り捨て）する（ステップＳ７６）。これらの線形近似処理、又はデータ圧縮を行ったものは、処理を加えた後に送出型式変換部２４へ送られる。これらの処理を行わない場合には、線形近似処理部４３又は２→１バイト変換部４２を通過せずに送出型式変換部２４に送られる。そして、転送用のデータ型式に変換された後に、補正データ送信部２６を介し、補正データ受信部１０４に伝送される（ステップＳ９０）。

また、カメラ本体１００におけるステップＳ１００〜Ｓ１３０の処理は図２のフローチャート図と同様である。

図１１は実施例４の構成図であり、図１、図５、図９と同一の符号は同じ部材を示している。モード識別部５１にはモード受信部６１が接続され、モード受信部６１はカメラ本体１００のモード送信部１２１と接続されている。そして、カメラ本体１００のモード送信部１２１にはモード切換装置１２２が接続されている。

図１２は実施例４の処理フローチャート図であり、ステップＳ１０〜Ｓ３０は図２のフローチャート図と同様である。ステップＳ３０における通信確立後に、カメラ本体１００ではモード送信部１２１がモード切換装置１２２で設定したモード切換要求を読み込み、交換レンズ１のモード受信部６１を介してモード識別部５１に送られ、現在のモードを確認する（ステップＳ４１）。ステップＳ７０〜Ｓ９０は図１０のフローチャート図と同様である。

カメラ本体１００が撮影している被写体像は、光学系を通し撮像素子１０１に結像し、画像データとして出力され、補正座標算出部１０３に送られる（ステップＳ１００）。補正座標算出部１０３では補正データ受信部１０４から補正データを受け取り、撮像素子１０１から送られた画像データはＲＧＢのチャンネル毎に位置データと輝度データに分けられる。そして、補正データと各チャンネルの位置データを用いて、ＲＧＢそれぞれの座標データ補正値を算出する。このとき補正データが倍率色収差のデータであるため、各補正値はＧチャンネルに対する相対値として表されている。従って、Ｒチャンネル・Ｂチャンネルの位置座標は、Ｇチャンネル画像の位置データに対する相対値として補正する（ステップＳ１１０）。そして、データ補間処理部１０５で補間処理を行う（ステップＳ１２０）。

データ補間後の画像データは信号出力手段１０６に送られ、信号出力手段１０６が記録媒体１０７に信号を伝送し記録媒体１０７に書き込む（ステップＳ１３０）。

図１３は実施例５の構成図であり、図９の実施例３と同一の符号は同じ部材を示している。モード識別部５１と２→１バイト変換部４２の間に倍率色収差抽出部７１が介在されている。

図１４に示すように、倍率色収差とディストーションは補正すべきオーダが異なるため、ディストーションを補正するためには、実施例２で前述したようにＨＤであれば通常２バイトのデータが必要と考えられる。一方、倍率色収差は一般に最大３０μｍ程度あり、ＨＤの解像度１９２０・１０８０画素であることを考えても補正量は６画素程度にしかならず、１バイトのデータで充分である。このことを利用し、データ量の削減のために、モード切換装置５２に倍率色収差とディストーションを切り分けて処理をするモード切換機能を設けている。

モード切換装置５２からモード識別部５１に上記の処理方法が伝えられ、処理手法を判断する。一方、フォーカス、ズーム、絞りの光学系パラメータを、それぞれの位置検出装置１１〜１３が光学系パラメータ取得部２１に送り、光学系の初期状態を把握しておく。

この光学系パラメータ数値を踏まえ、光学系パラメータにおける所望のデータをモード識別部５１が読み込む。そして、倍率色収差のみ補正する場合には、倍率色収差抽出部７１に送られ、下記の式（７）によりΔＲ’、ΔＢ’に変換される。

そして、このデータは補正精度に対しピッチが過剰であるため、２→１バイト変換部４２にデータを送りデータ圧縮を行う。データ量を少なくするために、Ｇチャンネルのディストーションに対するＲチャンネル・Ｂチャンネルの倍率色収差という型式で、カメラ本体１００にデータを送る場合も考えられる。その際には、Ｇチャンネルのデータは通常通り送られるのに対し、Ｒチャンネル・Ｂチャンネルのデータに対しては、前述と同様に抽出されデータ圧縮を行った後にカメラ本体１００に送られる。カメラ本体１００に送る際には、実施例１〜３と同様に送出型式変換部２４で転送用のデータ型式に変換し、補正データ送信部２６から補正データ受信部１０４にデータが伝送される。

Ｒチャンネル・Ｂチャンネルの倍率色収差は、Ｇチャンネルのディストーションに対するＲチャンネル・Ｂチャンネルのディストーションの差分値とも考えられる。従って、ディストーション量のみを持つ場合。全色をディストーション量として持つ場合。Ｇチャンネルのディストーション量とＧチャンネルに対するＲチャンネル・Ｂチャンネルの倍率色収差量として持つ場合。そして、Ｒチャンネル・Ｂチャンネルの倍率色収差のみ持つ場合の４種類を想定している。

図１５は実施例５の処理フローチャート図である。ステップＳ１０〜Ｓ４１は図１０のフローチャート図と同様である。

最初に、倍率色収差のみ補正するモードであるか否か判断する（ステップＳ８０）。倍率色収差のみ補正するモードである場合には、ステップＳ２０で取得済みの光学系パラメータに一致又は近傍の補正データを読み込む（ステップＳ８３）。倍率色収差抽出部７１でＧチャンネルに対するＲチャンネル・Ｂチャンネルの差分値を算出し（ステップＳ８４）、２→１バイト変換部４２でデータ圧縮され、送出型式変換部２４に送られる（ステップＳ８５）。

倍率色収差だけではなくディストーションも補正するモードである場合には、上記と同様に、先ずステップＳ２０で取得済みの光学系パラメータに一致又は近傍の補正データを読み込む（ステップＳ８１）。次に、データを圧縮するために倍率色収差のみ圧縮するか否かの判断をする（ステップＳ８２）。倍率色収差のみ圧縮する場合には、倍率色収差抽出部７１でＲチャンネル・ＢチャンネルをＧチャンネルディストーションとの差として抽出する（ステップＳ８４）。Ｒチャンネル・Ｂチャンネルは２→１バイト変換部４２でデータ圧縮し送出型式変換部２４に送る（ステップＳ８５）。このとき、Ｇチャンネルは倍率色収差抽出部７１や２→１バイト変換部４２を通さずに、送出型式変換部２４に直接送る。

そして、何れの処理も行わないモードである場合には、Ｒチャンネル・Ｇチャンネル・Ｂチャンネルの全ての成分について、倍率色収差抽出部７１や２→１バイト変換部４２を通さずに、送出型式変換部２４に直接送る。送出型式変換部２４に送られたデータは、転送用のデータ型式に変換された後に、補正データ送信部２６を介して補正データ受信部１０４に伝送される（ステップＳ９０）。

また、ステップＳ１００〜Ｓ１３０の処理は図１２のフローチャート図と同様である。

実施例６について説明する。本実施例６における撮影状況の差異とは、被写体を照明する光源から発する光の分光強度（輝度分布）の差異である。実際に検出（測定）するのは、撮影装置又は撮影用の交換レンズに設けられたセンサーに入射する光の分光強度（輝度分布）であり、その検出結果の差異が撮影状況の差異である。

その具体例を図１７に示す。図１７中、「３２００Ｋ」は電灯光（色温度が３２００Ｋ）の輝度分布を、「５６００Ｋ」は太陽光（色温度が５６００Ｋ）の輝度分布を、「蛍光灯」は蛍光灯の輝度分布を示している。ここで、太陽光（色温度５６００Ｋ）は、他の光源に対して相対的に平らなスペクトルを持っているが、電灯光（色温度３２００Ｋ）は、長波長側に向かうにつれて分光強度が高くなるようなスペクトルを持っている。従って、太陽光の下で撮影する場合の各色（赤緑青等）の中心波長（重心波長）と比べて、電灯光の下で撮影する場合の各色の中心波長（重心波長）がシフトしてしまうため、太陽光の下での撮影と比較して倍率色収差の画像に与える影響が変化する。また、蛍光灯のように、極端に分光強度が高いピークを持つような輝線スペクトルを持つ光の下での撮影の場合は、そのピークを含む色光の中心波長（重心波長）がシフトするため、太陽光の下での撮影と比較して倍率色収差の画像に与える影響が変化する。

この他、倍率色変化が画像に与える影響が変化する場合としては以下のような場合が想定される。

交換レンズ内に赤外光や紫外光を遮光する（撮像素子に入射しないようにする）ための光学素子（フィルタやプリズム等）の特性が変わると、赤色光、青色光の波長領域が変化する。つまり、赤外光や紫外光を遮光するための光学素子の特性によってそれぞれの色光の波長領域が変化するため、結果としてそれぞれの色光の中心波長（重心波長）が変化する。赤色光、青色光の波長領域が変化すれば、それぞれの色光の中心波長（重心波長）が変化し、その結果倍率色収差の画像に与える影響が変化する。また、交換レンズを通り抜けた撮影光を赤色光、緑色光、青色光に色分解する色分解光学系（色分解プリズム等）を有する撮像装置に交換レンズを装着する場合を想定する。この色分解光学系の特性が変化すれば、それぞれの色光の波長領域が変化する。それぞれの色光の波長領域が変化すれば、それぞれの色光の中心波長（重心波長）が変化し、この結果、倍率色収差の画像に与える影響が変化する。

ここで、倍率色収差の画像に与える影響が変化する、とは、例えば太陽光の下での撮影においては、倍率色収差は出るものの画質にあまり悪影響を及ぼさなかった波長領域の光が、画像に与える影響が大きくなる、と言うことである。例えば、撮影状況（被写体に照射される光の分光強度）が変わって前述の波長領域の分光強度が非常に高くなったため、その倍率色収差による悪影響が見えてしまう場合がある。このような状況のことを、倍率色収差の画像に与える影響の変化、と称している。これは、例えば夜景撮影時の水銀灯照明の映り込み等において顕著に現れる。

図１８に、前述の電灯光、太陽光、蛍光灯の光で被写体を照明した場合の、補正すべき倍率色収差の量を示す。このように、互いに異なる撮影状況（互いに異なる光源下での撮影を行う状況）においては、互いに異なる量の倍率色収差を補正することにより、異なる撮影状況であってもほぼ同じ品質の画像を得ることができる。

図１９は実施例６の構成図であり、図１、図５、図１１、図１３と同じ符号は同じ部材を示している。フォーカス（Ｆｏｃｕｓ）位置検出装置１１、ズーム（Ｚｏｏｍ）位置検出装置１２、絞り（Ｉｒｉｓ）位置検出装置１３の位置を取得する光学系パラメータ取得部２１の出力は撮影環境識別部８１に接続されている。そして、撮影環境識別部８１にはスイッチ等から成る撮影環境設定装置８２の出力が接続されており、撮影者等により行われた撮影環境の設定の入力に基づいて撮影環境の識別（判別、判断）を行う。本実施例では撮影環境設定装置８２が交換レンズ１に備わっているが、カメラ本体１００に備わっていても同様の効果がある。尚、ここで言う撮影環境とは、前述した通り、撮影状況の他に撮影モードやカメラの種類等を含んでいても構わない。

図２０は実施例６の処理フローチャート図である。ステップＳ１０〜Ｓ３０までは図２のフローチャート図の場合と同じである。ステップＳ３０での通信確立後に、撮影環境識別部８１は撮影環境設定装置８２で設定されている撮影環境情報を読み込み、現在の撮影環境を確認する（ステップＳ４２）。

そして、ステップＳ１４０〜１４２の手順に基づいて、撮影環境がどのような環境であるのか判断する。ここで、撮影環境は、屋内、屋外、夜間の屋外（夜景）、サチュレーション（信号の飽和状態）が発生する環境の何れかに識別する手順を記載したが、これら以外の撮影環境を加えて撮影環境の識別を行っても構わない。

次に、それぞれの撮影環境に応じた適切な補正データ（倍率色収差補正用のデータ）を補正データメモリ２５から読み込む（Ｓ１５０〜１５３）。

次に、送出型式変換部２４にて前述の補正データを転送用のデータ型式に変換した後に、補正データ送信部２６を介し、補正データ受信部１０４に伝送する（ステップＳ９０）。

カメラ本体１００におけるステップＳ１００〜Ｓ１３０の処理は、図２のフローチャート図と同様である。

図２１は実施例７の構成図であり、図１、図５、図１１、図１３、図１９、図２１と同じ符号は同じ部材を示している。撮像素子１０１から映像信号の輝度情報（分光強度）を取得する輝度情報取得部１３１、輝度情報に基づき画面内のサチュレーション領域を算出する飽和領域算出部１３２及び輝度情報に基づき色温度を算出する色温度算出部１３３が新たに備わっている。そして、それらの（撮影環境に関する）情報をカメラ本体１００から交換レンズ１へ伝送する撮影環境送信部１３４、カメラ本体１００から交換レンズ１が（撮影環境に関する）情報を受け取る撮影環境受信部８３が設けられている。

図２１は実施例７の処理フローチャート図である。ステップＳ１０〜Ｓ３０までは図２のフローチャート図の場合と同じである。ステップＳ３０での通信確立後に、カメラ本体１００では撮像素子１０１の映像信号から輝度情報取得部１３１が輝度情報を抽出する（ステップＳ４３）。輝度情報は飽和領域算出部１３２と色温度算出部１３３に送られ、輝度が飽和している画素と、撮影環境の色温度を各々算出し、情報を撮影環境送信部１３４と撮影環境受信部８３を介し、撮影環境識別部８１へ送る（ステップＳ４３）。

撮影環境識別部８１では、先ず撮影環境下における色温度情報を下に昼光用または電灯光用の補正データを補正データメモリ２５から読み込む（ステップＳ１４３〜１４５）。次に各画素の輝度の飽和情報を下に飽和している画素に対しては更に補正データメモリ２５からサチュレーション用補正データを読み込む（ステップＳ１５４、１５５）。
そして、送出型式変換部２４にて転送用のデータ型式に変換された後に、補正データ送信部２６を介し、補正データ受信部１０４に伝送される（ステップＳ９０）。

カメラ本体１００におけるステップＳ１００〜Ｓ１３０の処理は図２のフローチャート図と同様である。

本実施例７においては、撮影環境識別部８１は、撮像素子１０１への入力信号（撮像素子１０１に入射する撮影光）を用いて、撮影環境の識別を行っていたがその限りではない。例えば、撮像素子１０１とは別に設けた測定機（輝度センサー、照度計等）を用いて撮影環境の識別を行っても構わない。その測定機は、カメラ本体１００または交換レンズ１に設けたり、或いは撮影光の一部を分岐してその分岐した光を受けるように配置したりしても良いし、ＡＦ（自動焦点調節）に用いる測定機（輝度センサー）を兼ねても良い。

本実施例は、交換レンズについて説明を行ったがこの限りでは無く、上述の実施例に基づく交換レンズ（撮影レンズ）と、その交換レンズからの撮影光を受光する撮像素子を持つ撮像装置にも適用可能である。

以上の説明では、本発明の好ましい実施例について述べたが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

実施例１の構成図である。 実施例１の処理フローチャート図である。 実施例１のデータテーブル例その１である。 実施例１のデータテーブル例その２である。 実施例２の構成図である。 実施例２の処理フローチャート図である。 テーブル内の線形近似処理の説明図である。 複数のテーブル間の線形近似処理の説明図である。 実施例３の構成図である。 実施例３の処理フローチャート図である。 実施例４の構成図である。 実施例４の処理フローチャート図である。 実施例５の構成図である。 ディストーションと倍率色収差の比較図である。 実施例５の処理フローチャート図である。 カメラ特性と倍率色収差の関係のグラフ図である。 様々な光源の分光特性の比較図である。 光源と倍率色収差の関係のグラフ図である。 実施例６の構成図である。 実施例６の処理フローチャート図である。 実施例７の構成図である。 実施例７の処理フローチャート図である。

符号の説明

１ 交換レンズ
２ フォーカスレンズ
３ ズームレンズ
４ 絞り
５ エクステンダレンズ
１１ フォーカス位置検出装置
１２ ズーム位置検出装置
１３ 絞り位置検出装置
１４ エクステンダ挿脱検出装置
２０ 演算回路
２１ 光学系パラメータ取得部
２２ カメラ本体識別部
２３ 特性データ受信部
２４ 送出型式変換部
２５ 補正データメモリ
２６ 補正データ送信部
３１ ＳＤ・ＨＤ識別部
４２ ２→１バイト変換部
４３ 線形近似処理部
５１ モード識別部
５２ モード切換装置
６１ モード受信部
７１ 倍率色収差抽出部
８１ 撮影環境識別部
８２ 撮影環境設定装置
８３ 撮影環境受信部
１００ カメラ本体
１０１ 撮像素子
１０２ 演算回路
１０３ 補正座標算出部
１０４ 補正データ受信部
１０５ データ補間処理部
１０６ 信号出力手段
１０７ 記録媒体
１０８ 特性データ送信部
１０９ 特性データメモリ
１１１ ＳＤ・ＨＤメモリ
１２１ モード送信部
１２２ モード切換装置
１３１ 輝度情報取得部
１３２ 色温度算出部
１３３ 飽和領域算出部
１３４ 撮影環境送信部

Claims (4)

1. カメラ本体に着脱可能の交換レンズであって、
   前記カメラ本体から前記カメラ本体の種類に関する情報を受信する受信部と、
   前記受信部が受信した情報に基づいた倍率色収差量に関するデータを含む収差補正用データを前記カメラ本体に送信する送信部と、
   を備え、
   前記収差補正用データが、前記カメラ本体で撮像された画像に対する倍率色収差の影響を低減する画像処理に用いられるデータであって、
   前記送信部は、前記受信部が受信した前記カメラ本体の種類に関する情報に応じて、異なる収差補正用データを前記カメラ本体に送信する、
   ことを特徴とする交換レンズ。
2. 前記カメラ本体が、
   前記交換レンズから受ける撮影光を３つの色光に分解する色分解光学系と、
   前記３つの色光に対応する３つの撮像素子とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の交換レンズ。
3. 前記収差補正用データは、ディストーション量に関するデータを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の交換レンズ。
4. 請求項１乃至３いずれかに記載の交換レンズと、前記交換レンズからの被写体像を撮像する撮像素子を含むカメラ本体と、を備えることを特徴とするカメラ装置。

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