(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズを通過した光の一部を反射させるとともに光の一部を透過させるために前記撮影レンズの光軸に対して斜めに配置された光学素子と、
前記光学素子で反射した光によって被写体の観察が可能な光学ファインダと、
前記光学素子を透過した光を受光して画像データを出力する撮像素子と、
前記撮像素子により得られる画像データに関して光が前記光学素子を透過することで生じる収差を、前記光学素子に係る伝達関数を用いた変換処理により補正して収差発生前の画像を復元する画像処理手段と、を備え、
前記撮影レンズは前記撮像装置に対して着脱可能であって、前記撮像装置に取り付けられた状態において、前記撮影レンズの一部が前記光学素子の一端部よりも前記撮像素子の側に位置し、前記光軸に直交する方向からみて前記撮影レンズと前記光学素子が部分的に重なっていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記画像処理手段は、前記撮影レンズの光軸に対して直交する第１の軸方向において対称性を有し、かつ前記第１の軸方向に対して直交する第２の軸方向において非対称性を有する収差を補正することを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光学素子は、前記撮影レンズと前記撮像素子との間に固定して配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、前記撮影レンズ及び前記光学素子を光が透過することで生じる収差を、前記撮影レンズ及び前記光学素子に係る伝達関数を用いた変換処理により補正して画像を復元することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記画像処理手段は、前記撮像装置に取り付けられる前記撮影レンズに応じてその伝達関数を変更して前記収差を補正することを特徴とする、請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
撮像装置に対して着脱可能な撮影レンズを通過した光の一部が光学素子にて反射されて光学ファインダに到達するとともに、前記光学素子を透過した光が撮像素子に受光されて画像データが出力されるように構成され、前記撮影レンズが撮像装置に取り付けられた状態において、前記撮影レンズの一部が前記光学素子の一端部よりも前記撮像素子の側に位置し、光軸に直交する方向からみて前記撮影レンズと前記光学素子が部分的に重なる構成を有する撮像装置の制御方法であって、
前記光学素子を含む撮像装置及び撮影レンズの特性情報を取得するステップと、
前記特性情報を用いて前記光学素子に係る伝達関数を定義するステップと、
前記撮像素子により得られる画像データに関して光が前記光学素子を透過することで生じる収差を、前記伝達関数を用いた変換処理により補正して収差発生前の画像を復元するステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ファインダ及びハーフミラーを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影者が光学ファインダを覗きながら動画撮影を行う場合、撮影レンズより入射した光束を光学ファインダへ向かう光束と撮像面へ向かう光束とに分割する必要がある。デジタル一眼レフカメラでは、ハーフミラーにより光路分割を行い、ハーフミラーを透過した光が撮像面へ向かうようにした構造が一般的である。しかし、この場合には光がハーフミラーを透過することで撮影面において光学収差が発生するため、画質の低下が懸念される。一方、ハーフミラーで反射した光束については収差の発生が抑えられる。このことを利用して特許文献１では、ハーフミラーで反射した光が撮像面に向かう構成のカメラが提案されている。また特許文献２では、ハーフミラーの厚みを像高に応じて変えることで、光学的に収差を補正する提案がなされている。また、ハーフミラーとしてペリクル等の薄膜材料を用いることで、収差の影響を極力低減した構造や、プリズムに反射面を形成したビームスプリッタにおいても上記の収差発生を抑えた構造が提案されている。
この他、劣化画像（例えば、ブレ画像、ボケ画像）の復元例として特許文献３には、撮像装置の特性情報等に基づいて劣化関数を生成し、劣化関数に基づいて、再変換に係る画像より復元画像を生成する画像処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２９８５２号公報
【特許文献２】特開平９−１５９８０７号公報
【特許文献３】特開２０００−２０６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では収差を抑えつつ小型で安価なカメラを実現するために有効な対策が十分に講じられていないことが問題となる。例えば特許文献１では、撮影レンズを通過した光がハーフミラーで反射した先に撮像面を設置しているため、カメラのレイアウト上、小型化が難しいという問題がある。また特許文献２では、ハーフミラーに対して特殊な加工が必要であるためカメラが高価になってしまう。また、Ｆナンバー等の撮影レンズの条件によって補正の効果が変化してしまうため、画質の低下は避けられない。ペリクルを使用した場合には、薄膜であるため取り扱いが難しい。またプリズムは高価で重いため、小型で安価なカメラへの適用には問題がある。
そこで本発明は、光学ファインダ及びハーフミラーを備えた撮像装置において、ハーフミラーにより発生する収差を抑えつつ小型化及び低コスト化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明に係る装置は、撮影レンズを通過した光の一部を反射させるとともに光の一部を透過させるために前記撮影レンズの光軸に対して斜めに配置された光学素子と、前記光学素子で反射した光によって被写体の観察が可能な光学ファインダと、前記光学素子を透過した光を受光して画像データを出力する撮像素子と、前記撮像素子により得られる画像データに関して光が前記光学素子を透過することで生じる収差を、前記光学素子に係る伝達関数を用いた変換処理により補正して収差発生前の画像を復元する画像処理手段と、を備える。前記撮影レンズは前記撮像装置に対して着脱可能であって、前記撮像装置に取り付けられた状態において、前記撮影レンズの一部が前記光学素子の一端部よりも前記撮像素子の側に位置し、前記光軸に直交する方向からみて前記撮影レンズと前記光学素子が部分的に重なっている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光学ファインダを備えた撮像装置において前記光学素子により発生する収差を抑えつつ小型化及び低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図２乃至１０と併せて本発明の第１実施形態を説明するために、一眼レフカメラの中央断面を概略的に示す図である。
【図２】ハーフミラーにより発生する収差を説明する図である。
【図３】平行平板による光の屈折を説明する図である。
【図４】撮像素子による撮影範囲を示す図である。
【図５】撮像装置の電気的構成例を示すブロック図である。
【図６】動画撮影の処理例を示すフローチャートである。
【図７】動画撮影シーケンスにおける１フレーム処理を例示したフローチャートである。
【図８】撮影範囲の分割例を示す図である。
【図９】動画撮影シーケンスにおける収差補正サブルーチンの処理例を示すフローチャートである。
【図１０】動画撮影シーケンスにおける伝達関数生成サブルーチンの処理例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る一眼レフカメラの中央断面を概略的に示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態における劣化関数の割り当てを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態として、交換レンズシステムからなる一眼レフタイプのデジタルカメラへの適用例を説明する。図１は、一眼レフカメラの光学系を示す中央縦断面での概略図である。
図１にて、撮影レンズ１００はカメラ本体２００に対して交換可能に装着され、そのレンズ部１０１はフォーカスレンズ群やズームレンズ群を備える。図中のＬは撮影レンズ１００の光軸を表す。
【０００９】
カメラ本体２００にて、撮影レンズ１００の予定結像面付近には、撮像素子２０１が配置される。撮像素子２０１は光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ、ＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子を含む撮像手段である。撮影レンズ１００と撮像素子２０１の間には、ハーフミラー２０２が光軸Ｌに対して斜めに傾いた状態で配置される。ハーフミラー２０２は平行平板のガラス板等で形成された光学素子であり、光路分岐手段の機能をもち、全面半透過性を有するミラーが使用される。撮影レンズ１００を通過した光束は、図１の上方の光学ファインダに導かれる反射光と、撮像素子２０１に入射する透過光に分離される。図中のピント板２０３、ペンタプリズム２０４、接眼光学系２０５は光学ファインダを構成する。ハーフミラー２０２の反射光は、マット面とフレネル面を備えるピント板２０３のマット面上に結像し、ペンタプリズム２０４、接眼光学系２０５を介して撮影者の目に導かれる。一方、ハーフミラー２０２の透過光は撮像素子２０１が受光する。受光された光の強度信号は図示しないＡ／Ｄ変換部や画像処理部等を経て電子画像となり、画像表示やデータ記録が行われる。なお、ハーフミラー２０２の透過光に係る光軸は、ハーフミラー２０２での屈折により図１の下方向にオフセットした光軸Ｋである。よって撮像素子２０１の撮像面の中心が、この光軸Ｋに対して一致するように撮像素子２０１が配置される。
【００１０】
ところで、一般的に撮影レンズと撮像素子の間に、ガラス板等の平板状光学素子を傾斜状態で配置した場合、撮像素子で得られる画像には大きな収差が発生してしまう。これは、レンズを通過した各光線に関して、光学素子を通過する光路長方向における位置が異なるためであり、収差の大きさもその位置に応じて異なる。従って、従来の一眼レフカメラでは、撮影時にハーフミラーをクイックリターン機構によって撮影光束外へ退避させるのが一般的であった。
【００１１】
これに対して本実施形態では、ハーフミラー２０２は傾いた状態で装置本体に固定されており、撮影時にはハーフミラー２０２を透過した光束を用いて撮影が行われる。撮像素子２０１で得られる画像には収差が発生するが、これは撮影レンズ１００の光学収差と異なり、軸対称性のない収差となる。本実施形態では、この非対称な収差を後述の画像処理回路（図５の符号４１３参照）によって補正して、収差のない良好な電子画像を形成する。処理の詳細については後述する。
【００１２】
以上のように図１の撮像装置は、撮像素子２０１での撮影と、光学ファインダでの被写体の観察が可能な構成となっている。従って、動画撮影においても光学ファインダの利用が可能となり、電子式ファインダ等では不可能であった、より動きの速い被写体に対する追従が可能である。また、ハーフミラー２０２は装置本体に固定されているため、従来の一眼レフカメラのように、撮影時にはハーフミラーを撮影光束外へ退避させるクイックリターン機構を用いる必要がない。従って、構成の簡単化、低コスト化及びコンパクト化に好適である。
【００１３】
図２（Ａ）はハーフミラー２０２で生じる収差の説明図であり、図１のうち説明に必要な部分のみを抽出している。光線１１０ａ、１１０ｂは、物体側の光軸Ｌ上の１点を発した後、レンズ部１０１を通過して撮像素子２０１の中心像高付近に結像する光束のうち、最外部のみの光線を示している。なおレンズ部１０１を挟んで物体側の光線の図示は省略する。光線１１０ａ、１１０ｂはハーフミラー２０２の入射面にてスネル則に従う角度で屈折し、ハーフミラー２０２中を直進する。その後、ハーフミラー２０２の出射面にて再度スネル則に従う角度で屈折して出射する。このとき、ハーフミラー２０２に対して入射する光線の角度と出射する光線の角度は等しくなる。これは、周知のように平行平板における光の屈折の原理に拠るもので、光軸Ｌに沿う光についても同様である。すなわち、ハーフミラー２０２を通過した光線について角度は変化せず、平行シフトのみが生じる。
【００１４】
図３は、上記光線の屈折を詳細に説明するための図であり、空気中での平行平板２１０を通る光の屈折を示す。光線１２０は平行平板２１０に入射する矢印で示しており、入射角度φで平行平板２１０の入射面２１０ａに光が入射すると、スネル則に従って屈折する。そして、屈折後の光は角度θで平行平板２１０中を直進した後、平行平板２１０の出射面２１０ｂで再度屈折し、入射角度φと同じ角度φで出射する。出射光線は入射光線に対してｄで示すシフト量（以下、平行シフト量という）をもって平行にずれる。ここで、平行平板２１０の板厚をt、空気の屈折率をｎ０、平行平板２１０の屈折率をｎ１と記すと、平行シフト量ｄは下式（１）で表すことができる。
【数１】
0005448715.tif 000002
【００１５】
上式（１）から、入射角度φが大きいほど、平行シフト量ｄも大きくなることが分かる。そこで、図２（Ａ）において光線１１０ａ、光軸Ｌ、光線１１０ｂの平行シフト量をそれぞれｄａ、ｄｌ、ｄｂと記すと、「ｄａ＜ｄｌ＜ｄｂ」の関係となる。これは、光線１１０ａ、光軸Ｌに沿う光線、光線１１０ｂがそれぞれハーフミラー２０２に入射する角度が異なるためであり、入射角度は光線１１０ａより光軸Ｌの方が大きく、光軸Ｌより光線１１０ｂの方が大きいという関係になっている。このため、光線１１０ａが光軸Ｋと交わる位置と、光線１１０ｂが光軸Ｋと交わる位置は、上記平行シフトの影響で一致せず、光線１１０ｂの方が光線１１０ａよりも図中右側で光軸Ｋと交わることになる。これが、ハーフミラー２０２による収差の原因となっている。
【００１６】
図２（Ａ）では、２本の光線のみを用いて説明したが、実際には多数の光線により像が形成され、各光線が光軸Ｋ上で交わる位置は、図２の断面において一致しない。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す撮像素子２０１の中央像高付近Ｃを拡大した図であり、撮像面に結像する光線を示している。符号２０１ａで示す線は撮像素子２０１の受光面近傍、すなわち、撮影レンズ１００の予定結像面を表しており、多数の光線が集まっている。しかし、図２（Ａ）で説明したハーフミラー２０２による平行シフトの影響で、すべての光線が光軸Ｋ上で交わる位置は異なっており、理想的な結像状態となっていない。なお、実際の光線は図２の紙面に垂直な方向にも存在するため、より複雑な収差分布を呈するが、ハーフミラー２０２は光軸Ｌに対して、図１の紙面内においてのみ傾斜して配置されているため、収差分布は図２の紙面に垂直な方向には対称性を有する。また、上記収差は式（１）から分かるように、平行平板２１０、すなわち、ハーフミラー２０２の屈折率によっても状況が異なる。従って、波長によっても収差の状況は異なる。さらには、像高によって入射光線の角度が異なるので、像高によっても収差の状況は異なる。
【００１７】
図２（Ｃ）は、周辺像高に到達する光線の収差を説明するための図である。光線１１１ａ、１１１ｂは撮像素子２０１の上側像高に結像する光線を示し、光線１１２ａ、１１２ｂは撮像素子２０１の下側像高に結像する光線を示す。各光線はハーフミラー２０２への入射角度が異なるため、図３にて説明した原理から平行シフト量も異なり、光線１１１ａと１１１ｂ、光線１１２ａと１１２ｂでは異なる収差が発生している。また、上側像高と下側像高に結像する光線の平行シフト量は、図２（Ｂ）で説明した撮像素子２０１の中央像高付近に結像する光線とも異なるため、図２（Ｃ）に示す撮像素子２０１の上下方向において非対称な収差が生じることとなる。なお、図２（Ｃ）の紙面に垂直な方向においては前述した理由により、周辺像高においても対称性を有する収差となっている。また周辺像高においても、波長によって収差の状況が異なる。なお、実際の収差の状況は、周知の光学シミュレーションソフトウェア等を用いて、スポットダイアグラムやＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）等を計算することにより、詳細な状況の観察が可能である。
【００１８】
以上のようにハーフミラー２０２を通過した光束で得られる画像には、以下の収差が発生している。
（Ａ）図２の紙面に垂直な方向、つまり、光軸Ｌに対して直交してハーフミラー２０２の表面に平行に延びる第１の軸方向においては対称であって、当該軸方向に直交する第２の軸方向（図２の上下方向）において非対称な収差。
（Ｂ）像高、波長により異なる収差。
そこで本発明では、上記収差を画像処理回路４１３によって除去し、収差による劣化のない画像を生成する。以下、収差発生前の画像を復元する方法の基本的な考え方について説明する。
【００１９】
図４は、撮像素子２０１による撮影範囲２２０を示しており、その中心を原点とした、二次元直交座標系（横軸Ｘ及び縦軸Ｙを参照）が定義される。撮影範囲２２０内の任意の座標点を（ｘ，ｙ）と記し、該座標点における撮影レンズ１００及びハーフミラー２０２の収差による劣化前の画像の光量分布をｏ（ｘ，ｙ）と記す。そして、撮影レンズ１００及びハーフミラー２０２の収差による劣化後の画像の光量分布をｉ（ｘ，ｙ）と記すと、ｉ（ｘ，ｙ）は下式（２）で表すことができる。
【数２】
0005448715.tif 000003
【００２０】
ここで、ｈ（ｘ，ｙ）は撮影レンズ１００及びハーフミラー２０２により画像が劣化する状態を表す伝達関数である。また、上式（２）はハーフミラー２０２による収差のみならず、撮影レンズ１００の収差を含む劣化像モデル式である。
上式（２）は、ｉ（ｘ，ｙ）がｏ（ｘ，ｙ）とｈ（ｘ，ｙ）の畳み込み積分によって算出されることを示す。従って、そのフーリエ変換を行えば、変換後の関数積の形で表すことができ、下式（３）が得られる。
【数３】
0005448715.tif 000004
【００２１】
ここで、Ｉ（ｕ，ｖ）はｉ（ｘ，ｙ）、Ｏ（ｕ，ｖ）はｏ（ｘ，ｙ）、Ｈ（ｕ，ｖ）はｈ（ｘ，ｙ）をそれぞれ２次元フーリエ変換した関数であり、変数ｕ、ｖは空間周波数を表す。従って、上式（３）を変形すれば、劣化前の関数Ｏ（ｕ，ｖ）を下式（４）で表すことができ、劣化前、つまり収差発生前の画像データはその逆フーリエ変換によって求まる。
【数４】
0005448715.tif 000005
【００２２】
「１／Ｈ（ｕ，ｖ）」は一般的にインバースフィルタと呼ばれ、該フィルタのデータを予め不揮発性メモリ４３１（図５参照）等に記憶しておくことで、ハーフミラー２０２の収差により劣化する前の画像を復元できる。なお実際の画像復元処理では、ノイズ等の影響を受けるので、上記インバースフィルタに限らず、周知のウィナーフィルタを用いる方法や線形反復修正法、非線形反復修正法等を採用してもよい。また、ハーフミラー２０２による収差は、上記（Ａ）にて説明したように、図４においてＹ軸に関する左右対称性を有するので、復元用フィルタのデータとしては撮影範囲２２０の半分のみについて用意すればよい。例えば、図４の第１象限及び第４象限に係るフィルタ処理のデータをもとに、対称性を利用して第２象限及び第３象限についても画像復元処理が可能である。さらにフィルタ処理によりハーフミラー２０２の収差のみならず、撮影レンズ１００の収差を含めて、劣化した画像が復元可能である。
【００２３】
以上の処理を実行することで画像処理回路４１３は、ハーフミラー２０２に収差による劣化前の画像を復元する。なお、ハーフミラー２０２による収差は波長による異なるため、実際の画像処理回路４１３による画像復元では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色別に取得された画像データを用いて処理を行う。その詳細については後で説明する。
図５は撮像装置の構成例を示すブロック図であり、該装置はカメラ本体２００と、カメラ本体２００に交換可能に装着される撮影レンズ１００で構成されている。
【００２４】
まず、カメラ本体２００について説明する。シャッタ４０１は露光量を制御し、その背後の撮像素子２０１は光学像を電気信号（画像信号）に変換する。Ａ／Ｄ変換器４１２は撮像素子２０１からのアナログ画像信号をデジタル信号（画像データ）に変換する。タイミング発生回路４０３は撮像素子２０１、Ａ／Ｄ変換器４１２、Ｄ／Ａ変換器４０４にクロック信号や制御信号を供給する回路であり、メモリ制御回路４０７及びシステム制御回路４４０により制御される。画像処理回路４１３は、Ａ／Ｄ変換器４１２からの画像データや、メモリ制御回路４０７からの画像データに対して画素補間処理や色変換処理等を行う。また画像処理回路４１３は後述の収差補正処理を行う等、画像データを用いた演算処理が可能である。得られた演算結果に基づいてシステム制御回路４４０は、後述する撮影レンズ１００のフォーカス制御部４５４及び絞り制御部４５５に対して、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理等を行う。さらに、画像処理回路４１３は、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行う。顔検出部４０９は、検出する対象画像として被写体である人物の顔領域を検出する。
【００２５】
メモリ制御回路４０７は、Ａ／Ｄ変換器４１２、タイミング発生回路４０３、画像処理回路４１３、画像表示メモリ４０８、Ｄ／Ａ変換器４０４、顔検出部４０９、メモリ４１０、圧縮伸長回路４１１を制御する。Ａ／Ｄ変換器４１２の出力データは画像処理回路４１３、メモリ制御回路４０７を介して、あるいはＡ／Ｄ変換器４１２のデータが直接メモリ制御回路４０７を介して、画像表示メモリ４０８又はメモリ４１０に書き込まれる。画像表示部４０５に液晶表示デバイス等が用いられ、画像表示メモリ４０８に書き込まれた画像データはＤ／Ａ変換器４０４を介して画像表示部４０５に送られ、画像表示される。撮像した画像データを、画像表示部４０５で逐次表示することで、電子ファインダ機能を実現できる。画像表示部４０５は、システム制御回路４４０の指示に従い、表示のＯＮ／ＯＦＦ状態が制御可能であり、ＯＦＦ状態にてカメラ本体２００の電力消費を節減できる。
【００２６】
メモリ４１０は撮影した静止画像や動画像のデータを記憶し、所定枚数の静止画や所定時間の動画の記録に十分な記憶容量をもつ。これにより、複数枚の静止画像を連続して撮影する連写撮影やパノラマ撮影の場合にも、高速かつ大容量の画像データ書き込みが可能である。またメモリ４１０はシステム制御回路４４０の作業領域としても使用可能である。
圧縮伸長回路４１１は適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮伸長する。圧縮伸長回路４１１はメモリ４１０に記憶された画像データを読み込んで圧縮処理や伸長処理を施し、処理後の画像データをメモリ４１０に書き込む。
【００２７】
シャッタ制御回路４２０は測光部４２２からの測光情報に基づいて、撮影レンズ１００の絞り４５２を制御する絞り制御部４５５と連携しながら、シャッタ４０１を制御する。インターフェース（以下、Ｉ／Ｆと略記する）部４２３はカメラ本体２００と撮影レンズ１００とを電気的に接続し、コネクタ４４３がカメラ本体２００に設けられている。ＡＦ処理を行うＡＦ部４２１は、撮像素子２０１によって得られる画像データのコントラスト成分を評価する。撮影レンズ１００のフォーカス制御を行う周知のコントラスト方式ＡＦに従い、撮影レンズ１００に係る合焦状態をＡＦ部４２１が検出する。
【００２８】
ＡＥ処理を行うために測光部４２２が設けられており、測光結果はシステム制御回路４４０に送出される。撮影レンズ１００を通過した光束を、カメラマウント４４２、ハーフミラー２０２、そして不図示の測光用レンズを介して、測光部４２２に入射させることにより被写体の明るさを測定し、露出を決定できる。また測光部４２２は、フラッシュ部４２４と連携したＥＦ処理機能も有する。なおＡＦ部４２１と同様に、画像処理回路４１３による撮像素子２０１の画像データの演算結果に基づき、システム制御回路４４０はシャッタ制御回路４２０及び撮影レンズ１００の絞り制御部４５５に対してＡＥ制御を行う。フラッシュ部４２４は、ＡＦ補助光の投光機能、フラッシュ調光機能を有する。
【００２９】
システム制御回路４４０は、ＣＰＵ等の演算処理装置を用いて構成され、プログラムの解釈及び実行に従ってカメラ本体２００の全体を制御する。メモリ４２９はシステム制御回路４４０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶する。表示装置４３０はシステム制御回路４４０でのプログラム実行に従い、文字、画像等で動作状態やメッセージ等を表示する。またスピーカ等が設けられる。筐体背面に設置される表示デバイスには、記録枚数に関する情報や、撮影条件に関する情報、電池残量や日付・時刻情報等が表示される。また光学ファインダ４４５内に設置される表示部には、合焦状態、手ぶれ警告、フラッシュ充電状態、シャッタスピード、絞り値、露出補正等の情報が表示される。不揮発性メモリ４３１には電気的に消去及び記録が可能なＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。
【００３０】
符号４３３乃至４３７に示す操作要素は、システム制御回路４４０の各種の動作指示を入力するために使用され、スイッチやダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等で構成される。モードダイアルスイッチ４３３は、電源オフ操作や、撮影モード等の各種モードの切り替えに用いる。不図示のシャッタボタンにより操作されるシャッタスイッチ（以下、ＳＷ１と記す）４３４は、シャッタボタンが半押しされるとＯＮ状態となり、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の動作開始の指示に用いる。シャッタスイッチ（以下、ＳＷ２と記す）４３５は、シャッタボタンが全押しされるとＯＮ状態となり、撮影に関する一連の処理、つまり露光処理、現像処理及び記憶処理等の開始の指示に用いる。露光処理は、撮像素子２０１から読み出した信号をＡ／Ｄ変換器４１２、メモリ制御回路４０７を介してメモリ４１０に送って画像データを書き込む処理である。現像処理は、画像処理回路４１３やメモリ制御回路４０７による演算処理である。記録処理は、メモリ４１０から画像データを読み出し、圧縮伸長回路４１１で圧縮を行い、記録媒体４８５や４９１に画像データを書き込む処理である。
【００３１】
画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４３６は、画像表示部４０５のＯＮ／ＯＦＦ状態の設定に用いる。撮影者が光学ファインダ４４５を見ながら撮影を行う際には、画像表示部４０５への電源供給を遮断することで節電可能である。クイックレビューＯＮ／ＯＦＦスイッチ４３７は、撮影直後に撮影した画像データを自動再生するクイックレビュー機能のＯＮ／ＯＦＦ設定に用いる。操作部４３８は各種ボタンやタッチパネル等を含み、例えば顔検出モード設定ボタンの操作で、顔検出部４０９による顔検出を行うか否かを設定できる。
【００３２】
電源制御部４２５は、電池検出回路、ＤＣ／ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されている。電源制御部４２５は、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量を検出し、検出結果及びシステム制御回路４４０の指示に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、各部への電源供給を制御する。コネクタ４２６及び４２７を介して接続される電源４２８は、電池又はＡＣアダプタ等である。
【００３３】
Ｉ／Ｆ部４８０及び４８６はメモリカードやハードディスク等の記録媒体との間でデータを送受し、コネクタ４８１及び４８７を介して記録媒体に接続される。記録媒体着脱検知部４３９は記録媒体の装着を検知し、その検知結果をシステム制御回路４４０に送出する。なお本実施形態では記録媒体を取り付けるインターフェース及びコネクタを２系統持つ例を示すが、その数や方式の如何は問わない。
光学ファインダ４４５は主にピント板２０３、ペンタプリズム２０４、接眼光学系２０５(図１参照)から構成されている。撮影レンズ１００を通過した光束を、ハーフミラー２０２を介して導くことで、撮影者が光学像を観察できる。撮影者は画像表示部４０５による電子ファインダ機能を使用せずに、光学ファインダ４４５のみで撮影可能である。
【００３４】
通信部４３２は、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｐ１２８４、ＳＣＳＩ、モデム、ＬＡＮ、無線通信等の各種通信機能を有する。通信接続用のコネクタ４４６を用いて通信部４３２は他の機器との間で通信し、または無線通信の場合、アンテナが使用される。コネクタ４４３は、カメラ本体２００と撮影レンズ１００との間で制御信号、状態信号、データ信号等を伝送すると共に、各種電圧の供給機能を備える。なおコネクタ４４３を介して電気通信のみならず、光通信、音声通信等が可能な構成にしてもよい。
【００３５】
ハーフミラー２０２は、撮影レンズ１００を通過した光を光学ファインダ４４５に向けて反射すると共に、ハーフミラー２０２を透過した光を撮像素子２０１に導く。またハーフミラー２０２を透過した光の一部は不図示のＡＦ用サブミラーを介してＡＦ部４２１へ導かれる。なお本実施形態ではハーフミラー２０２をカメラ本体２００に固定した全面ハーフミラーとし、構成の簡単化及び低コスト化を図っているが、クイックリターンミラーを用いることも可能である。
【００３６】
記録媒体４８５及び４９１にはメモリカードやハードディスク等が使用される。これらは半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部４８４及び４９０と、カメラ本体２００とのＩ／Ｆ部４８３及び４８９と、カメラ本体２００と接続するためのコネクタ４８２及び４８８を備える。
【００３７】
次に撮影レンズ１００について説明する。レンズマウント４５８により撮影レンズ１００はカメラ本体２００に機械的に結合し、カメラマウント４４２を介してカメラ本体２００に対して交換可能に取り付けられる。カメラマウント４４２及びレンズマウント４５８は、撮影レンズ１００をカメラ本体２００と電気的に接続する各種機能をもつ。レンズ部１０１は焦点調節を行うフォーカスレンズを含み、絞り４５２によって光量調節が行われる。
【００３８】
コネクタ４５９は撮影レンズ１００をカメラ本体２００と電気的に接続する。Ｉ／Ｆ部４５７はコネクタ４５９、４４３を介してカメラ本体２００のＩ／Ｆ部４２３と接続される。コネクタ４５９は、カメラ本体２００と撮影レンズ１００との間で制御信号、状態信号、データ信号等を伝送し合うと共に、各種電圧の供給機能を備えている。なおコネクタ４５９を介して電気通信のみならず、光通信、音声通信等が可能な構成としてもよい。
【００３９】
ズーム制御部４５３はレンズ部１０１のズーミング制御を行い、フォーカス制御部４５４はレンズ部１０１のフォーカスレンズの駆動制御を行う。なお、撮影レンズ１００がズーム機能のない単焦点レンズタイプであればズーム制御部４５３は不要である。絞り制御部４５５は測光部４２２からの測光情報に基づいて、シャッタ制御回路４２０と連携しながら絞り４５２を制御する。
【００４０】
レンズシステム制御回路４５６は撮影レンズ１００全体を制御し、撮影レンズ動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリを備えている。またレンズシステム制御回路４５６は、撮影レンズ固有の番号等の識別情報、管理情報、開放絞り値や最小絞り値、焦点距離等の機能情報、現在や過去の各設定値等を記憶する不揮発メモリを備えている。
図６乃至１０（図８を除く）は、撮像動作を説明するためのフローチャートであり、図８は収差補正処理を説明するための図である。図６はメインフローチャートであり、システム制御回路４４０がプログラムを解釈して実行する処理の流れを示す。
【００４１】
Ｓ６００にて撮影者の操作により、カメラの操作部４３８に設けられた主電源スイッチがオン状態になると、Ｓ６０１に進む。ここでシステム制御回路４４０はカメラ本体２００内の各アクチュエータや撮像素子２０１の動作確認を行い、メモリ内容や実行プログラムを初期化する共に、撮影準備処理を実行する。次のＳ６０２にてシステム制御回路４４０は、動画撮影の準備処理を実行する。動画撮影の準備処理には、レンズ通信処理、シャッタ開処理、プレビュー画像の表示開始処理、焦点調節処理、露出制御処理等が含まれる。レンズ通信処理は、コネクタ４４３，４５９を介して撮影レンズ１００内のレンズシステム制御回路４５６と行う通信である。これにより撮影レンズ１００の動作確認が行われ、撮影レンズ１００のメモリ内容や実行プログラムが初期化される。また、焦点検出や撮像に必要な撮影レンズ１００の諸特性データの取得処理の後、該データがメモリ４２９に保存される。シャッタ開処理では、システム制御回路４４０がシャッタ制御回路４２０を介してシャッタ４０１を駆動して開放状態にする。これにより、撮影レンズ１００を透過した開放Ｆナンバーの撮影光束が撮像素子２０１上に到達する。プレビュー画像の表示開始処理では、プレビュー用として画像表示メモリ４０８に書き込まれた画像データがＤ／Ａ変換器４０４を介して、カメラ背面に設けられた画像表示部４０５に送られて画像表示される。撮影者は画像を見て撮影時の構図等を決定する。
【００４２】
焦点調節処理では、フォーカス制御部４５４によりフォーカスレンズが駆動制御され、合焦調節が行われる。レンズ部１０１のフォーカスレンズを光軸方向に往復運動させる所謂ウォブリング駆動中、ＡＦ評価値が取得される。フォーカスレンズの往復運動によるＡＦ評価値の変動の大きさが所定量に収まっている場合、合焦状態と判定される。またＡＦ評価値の変動が所定量より大きい場合、非合焦状態と判定され、ウォブリング駆動させながら合焦位置の方向にフォーカスレンズが移動する。ここでＡＦ評価値とは画像データのコントラスト情報を示す値であり、画像データの隣接画素出力の差分の絶対和等を用いることが多い。
【００４３】
露出制御処理では、撮像素子２０１から得られる画素出力値に基づき、露出条件が設定され、撮像素子２０１の感度、撮像素子２０１の蓄積時間、撮影レンズ１００のＦナンバーの組み合わせで設定値が決まる。撮像素子２０１は、所定Ｆナンバーの撮影光束による被写体像を所定の感度及び蓄積時間で光電変換処理を行う。
Ｓ６０３にてシステム制御回路４４０は、操作部４３８によって動画撮影の開始操作が行われたか否かを判断する。動画撮影の開始操作が行われない場合、Ｓ６０７に進むが、動画撮影の開始操作が行われた場合、Ｓ６０４に進む。ここで、１フレーム処理サブルーチンが実行され、動画撮影における１フレーム分の撮影動作が行われる。その詳細は図７で説明する。
【００４４】
次のＳ６０５にてシステム制御回路４４０は、操作部４３８によって動画撮影の終了操作が行われたか否かを判断する。動画撮影の終了操作が行われない場合、Ｓ６０４に戻り、動画撮影が継続する。また動画撮影の終了操作が行われた場合、Ｓ６０６に進み、システム制御回路４４０は、動画撮影を終了させる処理を行う。この処理には、プレビュー画像の表示終了処理、シャッタ閉処理、レンズ通信処理が含まれる。プレビュー画像表示終了処理では、プレビュー用として画像データの表示が終了する。シャッタ閉処理では、シャッタ制御回路４２０がシャッタ４０１を閉状態にし、撮影レンズ１００を透過した撮影光束が撮像素子２０１上に到達しなくなる。レンズ通信処理では、システム制御回路４４０がコネクタ４４３及び４５９を介して撮影レンズ１００内のレンズシステム制御回路４５６と通信し、撮影レンズ１００に動画撮影終了を指示し、動画撮影の準備状態へと移行させる。
【００４５】
Ｓ６０７にてシステム制御回路４４０は、主電源スイッチのオフ操作が行われたか否かを判断し、オフ操作が行われなかった場合、Ｓ６０２に戻る。オフ操作が行われた場合には、一連の動作が終了する。
図７は、１フレーム処理サブルーチンを例示するフローチャートであり、該サブルーチンによる制御はシステム制御回路４４０が行う。図６に示すメインルーチンにてＳ６０４の処理が実行されると、本サブルーチンが呼び出され、Ｓ６５０では、撮影レンズ１００の焦点状態が合焦となるように焦点調節処理が行われる。
【００４６】
Ｓ６５１では、撮像素子２０１から得られる画素出力値に基づき、露出制御処理が行われ、Ｓ６５２では、Ｓ６５１の露出制御処理で設定した蓄積時間に基づいて、撮像素子２０１の電荷蓄積が行われる。Ｓ６５３で画像データが読み出される。動画撮影時には毎秒３０フレーム又は毎秒６０フレームといった高速フレームレートで画像データの読み出しを行う必要があるため、画素数には制限が生じる。そこで、画像データの読み出しでは、動画用のフレームレートでの読み出しが可能な画素数に収まるように、間引き読み出しや加算読み出しが行われる。
【００４７】
Ｓ６５４では画像処理回路４１３が、画像のγ補正、色変換、エッジ強調等の画像処理を行う。Ｓ６５５では、後述のＳ６５８で記録する画像データに対応させて、カメラ本体２００の特性情報がメモリ４２９に記憶される。ここでカメラ本体２００の特性情報は、例えば、下記の通りである。
・ハーフミラー２０２の位置と厚みの情報。
・ハーフミラー２０２の屈折率とアッベ数情報。
・撮像素子２０１の受光感度分布情報。
・カメラ本体２００内での撮影光束のケラレ情報。
・カメラ本体２００と撮影レンズ１００との取り付け面から撮像素子２０１までの距離情報、製造誤差情報等。
【００４８】
なお、撮像素子２０１の撮像用画素の受光感度分布情報は、オンチップマイクロレンズと光電変換部によって決まるため、これらの情報をメモリ４２９に記憶させてもよい。
Ｓ６５６では、Ｓ６５８で記録する画像データに対応させて、撮影レンズ１００の特性情報がメモリ４２９に記憶される。ここで撮影レンズ１００の特性情報には、射出瞳の情報、枠情報、撮影時のＦナンバー情報、収差情報、製造誤差情報等がある。
Ｓ６５７にて、収差補正サブルーチンが呼び出されて実行される。画像処理回路４１３は、撮影光路中にハーフミラー２０２を、光軸Ｌに対して４５°の傾斜角度で配置したことにより生じる収差の補正処理を行う。画像処理回路４１３は、ハーフミラー２０２による収差で劣化した画像データに対して、撮影レンズ特性情報及びカメラ本体特性情報に基づいて伝達関数を推定し、その逆変換により収差補正処理を行う。その詳細は図８及び図９を用いて後で説明する。
Ｓ６５８に進み、画像処理回路４１３により収差補正が行われた画像データは、記録媒体４８５又は４９１に順次に記録されていく。つまり、画像処理回路４１３による収差補正処理の結果、記録媒体４８５又は４９１に記録される画像データは、収差が補正された画像となる。
【００４９】
Ｓ６５９では、記録した画像データが、カメラ背面に設けられた画像表示部４０５に送られて画像表示される。撮影者はこの画像を見て撮影時の構図等を決定し、また記録画像を確認できる。Ｓ６５９の終了後、図６のメインルーチンに戻る。
図８は、前記Ｓ６５７の収差補正サブルーチンにおいて、分割された撮影範囲に対して順次に伝達関数の生成及び補正処理が行われる様子を説明する図である。撮像素子２０１の撮影範囲２２０において、「Area(m,n)」(m=1〜5,n=1〜5)は、５×５＝２５個の分割領域である。左下端領域がArea(1,1)であり、＋Ｘ方向にて１つ右の領域がArea(2,1)、また＋Ｙ方向にて１つ上の領域がArea(1,2)である。このように、右方（＋Ｘ方向）に進むにつれてm値が１ずつ増え、上方（＋Ｙ方向）に進むにつれてn値が１ずつ増えていく。中心領域がArea(3,3)であり、右上端領域はArea(5,5)となる。
【００５０】
撮影光路中にハーフミラー２０２を４５°の角度で傾けて配置したことにより生じる収差は、画像データにおけるＸ方向及びＹ方向の位置によって異なる。そこで本例では、図８に示すように、撮影範囲２２０を５×５＝２５個の領域に分割して、領域毎に伝達関数を定義し、その伝達関数に基づいて収差補正を行う。ここで定義される伝達関数は、Ｘ方向（図８の左右方向）において対称性をもち、Ｙ方向（図８の上下方向）において非対称性をもつ。
【００５１】
分割領域Area(1,1)〜Area(5,5)のうち、まずArea(1,1)について伝達関数の定義と収差補正が行われ、次に対象領域を１つ右（＋Ｘ向）に移して、Area(1,2)について伝達関数の定義と収差補正が行われる。そして、図８の右端領域Area(5,1)まで到達したときには、対象領域を１つ上の行の左端領域Area(2,1)に移して、その伝達関数の定義と収差補正が行われる。このように、領域をＸ方向及びＹ方向に走査するように、１つずつ変更して収差補正処理が行われ、最終的に撮影範囲２２０の全領域について収差補正処理が完了する。
【００５２】
以下に説明する収差補正サブルーチンにて補正する収差の分布は、図８の左右方向には対称性をもつ。そこで、分割された領域毎に定義する伝達関数についても、左右方向にて対称な位置における伝達関数値は左右反転させた値を用いることができる。例えば、Area(1,5)とArea(5,5)の場合、Area(1,5)に係る伝達関数形を左右反転させた関数をArea(5,5)に適用できる。これによって、各領域にて定義する伝達関数についてデータ数が半減するので、メモリ容量の削減に有効である。なお、本例では処理速度を考慮して撮影範囲２２０を２５分割して説明したが、より多数の分割を行い、高精度な収差補正を行ってもよい。
【００５３】
図９は、収差補正サブルーチンに従う処理例を示すフローチャートであり、この一連の動作は画像処理回路４１３が行う。
先ずＳ７００では、画像データの取り込み時に、図７のＳ６５４での変換処理内容を示す変換情報の取得処理が行われる。
Ｓ７０１にて、画像処理回路４１３は補正処理前の画像データに対して施す変換方法を決定する。画像復元処理アルゴリズムの前提条件である線形性を確保するためには、露光値と画素値とが比例関係になるように画像データの変換方法を決定する必要がある。例えば、画像データの取り込み時に前記Ｓ６５４の変換処理で画像処理回路４１３がガンマ補正を実行する場合、Ｓ７０１ではガンマ補正時の変換に対する逆変換が設定される。これにより変換前の画像データを再生することができ、線形性を有する画像データが取得可能となる。同様に、画像データの取り込み時に前記Ｓ６５４の変換処理で画像処理回路４１３が色補正を実行する場合、Ｓ７０１では色変換時の変換に対する逆変換が設定される。これにより、線形性を有する画像データが取得可能となる。以上のように、ステップ７０１では、前記Ｓ６５４の変換処理で画像処理回路４１３が行う変換処理の逆変換に相当する変換方法が決定される。なお本実施形態は、線形性が保たれないような変換処理が施された画像データに対して収差補正を行うことを前提としているため、収差補正前の変換を行っている。しかし線形性が保たれた画像データが取得できる場合には、上記した補正前の変換は行わずに、そのまま収差補正を行うことができる。
【００５４】
次のＳ７０２では、画像データが取得され、Ｓ７０３では前記Ｓ７０１で決定した変換方法に従って、取得した画像データの変換処理が行われる。そしてＳ７０４にて画像処理回路４１３は、収差補正の対象領域を初期領域Area(1,1)に設定する。
Ｓ７０５では、伝達関数を生成するサブルーチンが呼び出されて実行され、対象領域における伝達関数が生成される。ここでＲＧＢ毎に伝達関数が生成される。また、生成される伝達関数は、図２乃至４にて説明したように、図８の上下方向にて非対称性をもつ。
Ｓ７０６では、上式（４）で説明したようにＳ７０５で生成した伝達関数に基づいて、Ｓ７０３で変換処理した画像データに対して収差補正処理が行われ、収差により劣化する前の画像データが得られる。なおＲＧＢ毎に伝達関数が異なるため、ＲＧＢ信号のそれぞれに対して、伝達関数の逆変換処理によって収差補正が行われる。つまり、上式（４）で説明した画像復元処理によって、収差が補正された収差補正画像データを得ることができる。伝達関数の逆変換処理による画像復元方法については、前記特許文献３等に開示されているため、詳細な説明は省略する。
【００５５】
Ｓ７０７は、収差補正の対象領域がArea(5,5)にまで到達したか否かの判定処理である。対象領域がArea(5,5)まで到達したと判定された場合には、撮影範囲２２０の全領域についての収差補正が完了し、図７のＳ６５７に示す収差補正サブルーチンが終了し、Ｓ６５８の処理に移行する。また対象領域がArea(5,5)まで到達していないと判定された場合には、Ｓ７０８に進み、収差補正の対象領域を次の領域に設定する。つまり、対象領域を図８にて１つ右（＋Ｘ方向）に移動させ、右端まで到達した場合には、対象領域を１つ上の行の左端に移動させる処理が行われ、Ｓ７０５に戻り、新たな対象領域について伝達関数の生成及び収差補正が続行される。
図１０は伝達関数の生成サブルーチンによる処理例を示すフローチャートである。図８の撮影範囲２２０を構成する２５個の分割領域「Area(m,n)」(m=1〜5,n=1〜5)について伝達関数を生成する本サブルーチンに従う一連の動作は、システム制御回路４４０が行う。
【００５６】
まずＳ７５０では、図７のＳ６５５でメモリ４２９に記憶されたカメラ本体２００の特性情報を取得する処理が行われる。次のＳ７５１では、図７のＳ６５６でメモリ４２９に記憶された撮影レンズ１００の特性情報を取得する処理が行われる。
Ｓ７５２では、伝達関数を定義する際に用いるパラメータが取得される。伝達関数は、撮影レンズ１００と撮像素子２０１との間の光伝達特性によって決まる。そしてこの光伝達特性はＲＧＢの色毎に異なり、また、カメラ本体２００の特性情報や、撮影レンズ１００の特性情報、画像データにおけるＸ方向及びＹ方向の位置、被写体距離等の要因によっても変わる。不揮発性メモリ４３１は、これらの要因と伝達関数を定義する際に用いるパラメータとを関連付けたテーブルデータを予め記憶している。システム制御回路４４０は、これらの要因に基づいてＲＧＢの色毎に伝達関数を定義する際に用いるパラメータの情報を不揮発性メモリ４３１から取得する。
【００５７】
Ｓ７５３でシステム制御回路４４０は、Ｓ７５２で取得したパラメータに基づいて、Ｒ信号に対する伝達関数を定義する。この伝達関数は、撮影レンズ１００から撮像素子２０１に到達するまでのＲ波長における光伝達関数特性を表す。Ｓ７５４でシステム制御回路４４０は、Ｓ７５２で取得したパラメータに基づいて、Ｇ信号に対する伝達関数を定義する。この伝達関数は、撮影レンズ１００から撮像素子２０１に到達するまでのＧ波長における光伝達関数特性を表す。Ｓ７５５でシステム制御回路４４０は、Ｓ７５２で取得したパラメータに基づいて、Ｂ信号に対する伝達関数を定義する。この伝達関数は、撮影レンズ１００から撮像素子２０１に到達するまでのＢ波長における光伝達関数特性を表す。
Ｓ７５５の後、伝達関数生成サブルーチンが終了し、図９の収差補正サブルーチンに戻って、Ｓ７０６の収差補正に移行する。
【００５８】
以上のように、第１実施形態によれば、ハーフミラーの移動機構を不要とし、小型で安価な構成で、光学ファインダを備えた動画撮影可能なデジタル一眼レフカメラが実現できる。そして、ハーフミラーにより発生した収差が画像処理で補正されるため、高画質な動画撮影が可能である。なお、本実施形態では、撮影レンズを交換可能なカメラを例にして説明したが、これに限らず、撮影レンズがカメラに備わっている、所謂レンズくくり付けタイプのカメラに適用してもよい。この種のカメラにおいても前記した課題は存在し、前述した構成の採用によって同様の効果を得ることができる。
【００５９】
[第２実施形態]
次に本発明に係る第２実施形態として、ショートフランジバックの撮影レンズを装着した撮像装置への適用例を示す。図１１は一眼レフカメラの光学系を中央断面で示す概略図である。なお図１１に示す撮影レンズ３００及びそのレンズ部３０１を除く、カメラ本体２００の構成要素については、図１に示した構成要素に付した符号と同じ符号を付すことで、それらの説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００６０】
撮影レンズ３００はカメラ本体２００に交換可能に装着され、そのレンズ部３０１はフォーカスレンズ群やズームレンズ群を備える。Ｌは撮影レンズ３００の光軸を示し、ＦＢは撮影レンズ３００の後端から撮像素子２０１までの距離、所謂フランジバックを示しており、図１に比べて短くなっている。また、撮影レンズ３００の後端部とハーフミラー２０２の先端部は、光軸Ｌに平行な方向において図中にＤで示す量だけ重なっているのが分かる。すなわち撮影レンズ３００側を前方として、Ｄは、ハーフミラー２０２の前端部と撮影レンズ３００の後端部との間の、光軸Ｌに平行な方向における距離差を表している。カメラ本体２００に装着された撮影レンズ３００の後端部は、傾斜したハーフミラー２０２の一端部（前端部）よりもさらに後方に進入した位置まで来ており、光軸に直交する方向から見てハーフミラー２０２と部分的に重なった状態となっている。カメラ本体２００のハーフミラー２０２が従来の一眼レフカメラのように移動せず、固定された配置となっているため、撮影レンズ３００をよりカメラ本体内部の奥まで配置することが可能である。
第２実施形態によれば、撮影レンズ３００とカメラ本体２００を含めた全体の大きさをより小型化し、コンパクトな構成が可能となる。
【００６１】
[第３実施形態]
次に本発明に係る第３実施形態を説明する。第３実施形態として、第１実施形態で説明した収差補正処理の手順を一部変更した例を示す。図１２は、第３実施形態における、劣化関数の割り当てを説明する図であり、撮影レンズ１００及びカメラ本体２００の構成は図１と同じである。第１実施形態では、撮影レンズ１００とハーフミラー２０２のそれぞれで発生する収差に対して、両者を統合した伝達関数Ｈ（ｕ，ｖ）を用いて補正を実行する。これに対して、第３実施形態では、撮影レンズ１００の伝達関数Ｈｌ（ｕ，ｖ）とハーフミラー２０２の伝達関数Ｈｍ（ｕ，ｖ）をそれぞれ用いることで、収差を個別に補正することが可能である。以下、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
撮影レンズ１００による劣化後の光量分布Ｉｌ（ｕ，ｖ）は、下式（５）で表すことができる。
【数５】
0005448715.tif 000006
ここで、Ｈｌ（ｕ，ｖ）は、撮影レンズ１００により画像が劣化する状態を表す伝達関数である。
【００６２】
次に、ハーフミラー２０２を透過することによる劣化後の光量分布Ｉｍ（ｕ，ｖ）は、下式（６）で表すことができる。
【数６】
0005448715.tif 000007
ここで、Ｈｍ（ｕ，ｖ）は、ハーフミラー２０２により画像が劣化する状態を表す伝達関数である。
【００６３】
（５）式を（６）式に代入すれば、撮影レンズ１００とハーフミラー２０２による劣化の両方を考慮した光量分布は、下式（７）で表すことができる。
【数７】
0005448715.tif 000008
よって、式変形により、劣化前の関数Ｏ（ｕ，ｖ）を下式（８）で表すことができる。
【数８】
0005448715.tif 000009
上式中のＨｍ（ｕ，ｖ）はカメラ本体２００にとって固有の関数である。一方、Ｈｌ（ｕ，ｖ）は撮影レンズ１００により決定される関数である。このため、交換レンズシステムにおいては、カメラ本体２００に着脱可能な交換レンズの取り替えやその状態が変わるごとに変化することとなる。そこでシステム制御回路４４０は、不揮発性メモリ４３１等に予め記憶されているインバースフィルタ「１／Ｈｍ（ｕ，ｖ）」のデータを読み出す。またシステム制御回路４４０は、図５のＩ／Ｆ部４５７及び４２３を介して撮影レンズ１００からインバースフィルタ「１／Ｈｌ（ｕ，ｖ）」のデータを読み出す。これにより、両者の積演算に基づいて全体の収差補正が可能となる。
【００６４】
第３実施形態によれば、交換レンズシステムにおいて、交換レンズに応じて劣化関数を変更して該レンズに適合するインバースフィルタで画像復元処理を行い、高画質な動画を得ることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１００  撮影レンズ
２００  カメラ本体
２０１  撮像素子
２０２  ハーフミラー
３００  撮影レンズ
４１３  画像処理回路
４４５  光学ファインダ
【図１】
0005448715.tif 000010
【図２】
0005448715.tif 000011
【図３】
0005448715.tif 000012
【図４】
0005448715.tif 000013
【図５】
0005448715.tif 000014
【図６】
0005448715.tif 000015
【図７】
0005448715.tif 000016
【図８】
0005448715.tif 000017
【図９】
0005448715.tif 000018
【図１０】
0005448715.tif 000019
【図１１】
0005448715.tif 000020
【図１２】
0005448715.tif 000021