(57)【要約】【課題】撮影光学系に影響されることなく所望の解像感の撮像画像を容易に得ることができるカメラの提供。【解決手段】撮影光学系により結像された被写体像を撮像する撮像素子１２と、撮影光学系と撮像素子１２との間の光路中に配設され、空間周波数特性が可変な光学ローパスフィルタ１１と、撮影光学系に応じて光学ローパスフィルタ１１の空間周波数特性を制御するフィルタ駆動部１７，ＣＰＵ２０とを備える。【選択図】図１
2008085416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系により結像された被写体像を撮像する撮像素子と、
前記撮影光学系と前記撮像素子との間の光路中に配設され、空間周波数特性が可変な光学ローパスフィルタと、
前記撮影光学系に応じて前記光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記制御手段は、前記撮影光学系の空間周波数特性に応じて前記光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御することを特徴とするカメラ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカメラにおいて、
前記制御手段は、前記撮影光学系および前記光学ローパスフィルタを少なくとも含む光学系の空間周波数特性がほぼ一定に保たれるように、前記光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御することを特徴とするカメラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
空間周波数特性を指定する指定手段を備え、
前記制御手段は、前記撮影光学系および前記光学ローパスフィルタを少なくとも含む光学系の空間周波数特性が、前記指定手段により指定された空間周波数特性に保たれるように、前記光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御することを特徴とするカメラ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
前記光学ローパスフィルタは、光路中に配設される光弾性部材と、前記光弾性部材に疎密波を発生させる圧電変換素子とを備え、
前記制御手段は、前記圧電変換素子に印加する電圧の周波数および電圧値の少なくとも一方を変えて、前記光学ローパスフィルタの空間周波数特性を変化させることを特徴とするカメラ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
前記制御手段は、前記撮影光学系の焦点距離に応じて前記光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御することを特徴とするカメラ。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
前記制御手段は、前記撮影光学系の絞り値に応じて前記光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御することを特徴とするカメラ。
【請求項８】
撮影光学系から出射される被写体光の光路中に配設され、空間周波数特性が可変な光学ローパスフィルタと、
前記撮影光学系の空間周波数特性の変化に応じて前記光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするフィルタ光学系。
【請求項９】
撮影光学系から出射される被写体光の光路中に配設され、空間周波数特性が可変な光学ローパスフィルタの制御方法であって、
前記撮影光学系および前記光学ローパスフィルタを少なくとも含む光学系の空間周波数特性がほぼ一定に保たれるように、前記撮影光学系の空間周波数特性に応じて前記光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御することを特徴とする光学ローパスフィルタの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間周波数特性が可変型の光学ローパスフィルタを備えるカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやデジタルカメラなど固体撮像素子を使用するカメラでは、レンズによって結像された像に撮像素子のサンプリング周波数と同程度以上の高周波数成分が含まれていると、モアレにより撮像画像が劣化するという現象が起こる。従来は、このようなモアレの発生を防止するために、結像された被写体像の高周波成分を減衰させる目的で光学ローパスフィルタが使用されている。また、光学材料に加える応力を可変とすることで、空間周波数特性を変えることができる光学ローパスフィルタも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６７１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の光学ローパスフィルタでは、空間周波数特性を適切に調整するのが難しく、撮影者の意図する画像を得にくいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明に係るカメラは、撮影光学系により結像された被写体像を撮像する撮像素子と、撮影光学系と撮像素子との間の光路中に配設され、空間周波数特性が可変な光学ローパスフィルタと、撮影光学系に応じて光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載のカメラにおいて、撮影光学系の空間周波数特性に応じて光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御するようにしたものである。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のカメラにおいて、撮影光学系および光学ローパスフィルタを少なくとも含む光学系の空間周波数特性がほぼ一定に保たれるように、光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御するようにしたものである。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカメラにおいて、空間周波数特性を指定する指定手段を備え、撮影光学系および光学ローパスフィルタを少なくとも含む光学系の空間周波数特性が、指定手段により指定された空間周波数特性に保たれるように、光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御するようにしたものである。
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカメラにおいて、光学ローパスフィルタは、光路中に配設される光弾性部材と、光弾性部材に疎密波を発生させる圧電変換素子とを備え、圧電変換素子に印加する電圧の周波数および電圧値の少なくとも一方を変えて、光学ローパスフィルタの空間周波数特性を変化させるようにしたものである。
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカメラにおいて、撮影光学系の焦点距離に応じて光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御するようにしたものである。
請求項７の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカメラにおいて、撮影光学系の絞り値に応じて光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御するようにしたものである。
請求項８の発明によるフィルタ光学系は、撮影光学系から出射される被写体光の光路中に配設され、空間周波数特性が可変な光学ローパスフィルタと、撮影光学系の空間周波数特性の変化に応じて光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項９の発明は、撮影光学系から出射される被写体光の光路中に配設され、空間周波数特性が可変な光学ローパスフィルタの制御方法であって、撮影光学系および光学ローパスフィルタを少なくとも含む光学系の空間周波数特性がほぼ一定に保たれるように、撮影光学系の空間周波数特性に応じて光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、撮影光学系に応じて光学ローパスフィルタの空間周波数特性を制御するようにしたので、意図した解像感の撮像画像を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明によるカメラの一実施の形態を示すブロック図であり、本発明に関係する部分の概略構成を示したものである。図１に示すカメラはレンズ交換式のデジタルカメラであり、カメラ本体１には交換レンズ２が着脱可能に装着されている。
【０００８】
交換レンズ２には、レンズ系３および絞り４が設けられている。レンズ系３は焦点距離が可変なズームレンズ系であって、不図示のズームリングを操作することでレンズ系３のズームレンズを光軸方向に移動することにより、焦点距離を変更することができる。ズームレンズの位置は、ズームエンコーダ等の位置検出器５により検出される。絞り４は絞り駆動部７により開閉駆動される。記憶部８には交換レンズ２に関する情報（レンズの種類やＦ値など）が記憶されている。なお、ここではレンズ系３がズームレンズ系の場合を例に説明するが、ズームレンズ系でなくても構わない。
【０００９】
カメラ本体１側には、クイックリターンミラー９，フォーカルプレーンシャッ１０，光学ローパスフィルタ１１，撮像素子１２，焦点板１３，ペンタプリズム１４，接眼レンズ１５，測光センサ１６，フィルタ駆動部１７，表示部１８，入力操作部１９，ＣＰＵ２０，記憶部２１が設けられている。撮像素子１２には、エリア型のＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等が用いられる。
【００１０】
クイックリターンミラー９はレンズ系３および撮像素子１２間の光路上に進退可能に設けられており、非撮影時には図１に示すように光路上に配置される。非撮影時において、クイックリターンミラー９で反射された被写体光は焦点板１３上に結像される。焦点板１３に結像された被写体像はペンタプリズム１４および接眼レンズ１５を介して観察される。また、焦点板１３からの被写体光の一部は、光軸外に設けられた測光センサ１６によって検出される。２０はカメラ全体の制御を行うＣＰＵであり、測光センサ１６の検出値に基づいて露出演算を行う。そして、その露出演算に基づいて絞り駆動部７を駆動し、算出されたＦ値となるように絞り４の開き具合が調整される。
【００１１】
一方、撮影時には、クイックリターンミラー３は不図示の光軸外位置に移動されるとともにフォーカルプレーンシャッタ１０の開閉動作が行われ、被写体光に対して撮像素子１２が所定時間露光される。この露光の際には、フィルタ駆動部１７により光学ローパスフィルタ１１が駆動され、光学ローパスフィルタ１１の空間周波数特性が所望の特性となるように制御される。光学ローパスフィルタ１１の詳細は後述する。
【００１２】
後述するように、本実施の形態のカメラでは、レンズ系３，絞り４および光学ローパスフィルタ１１を含む光学系の空間周波数特性、すなわち、ＭＴＦ（ModulatedTransfer Function）特性を所望の値に設定することができる。表示部１８にはＭＴＦ特性が表示され、入力操作部１９を操作することによりＭＴＦ特性の設定を変更することができる。記憶部２１にはＭＴＦ特性に関するデータが予め記憶されている。
【００１３】
《光学ローパスフィルタ１１の説明》
図２は光学ローパスフィルタ１１を交換レンズ２側から見た平面図である。１１１は光弾性部材であり、本実施の形態では光弾性部材１１１として石英ガラスから成る矩形状の平行平板を用いている。光弾性部材１１１に用いる材料としては石英ガラスに限らず種々のものが可能であるが、使用する光の透過性が良好なガラスや単結晶が好ましい。
【００１４】
例えば、可視光を取り扱うカメラ等の場合には、少なくとも波長４５０ｎｍから７５０ｎｍの範囲の光を透過する材料を使用する。また、光透過性の程度としては、上記波長帯域の分光透過率が部材厚さ１ｍｍあたり５０％以上であることが望ましい。このような光透過性の定量は、分光光度計などの分光透過率測定装置で行う。光透過性が良好な材料としては、ガラスの場合にはクラウンガラス，フリントガラス，石英ガラス等があり、結晶材料の場合にはモリブデン酸鉛、二酸化テルル等が好適である。もちろん、本発明における光弾性部材１１１は、これらのガラスや結晶材料に限定されるものではない。
【００１５】
図２に示す例では、矩形状の光弾性部材１１１の上辺Ａに、圧電体１１２が固設されている。これは、光学ローパスフィルタ１１により光線を一方向（図示上下方向）に分離する場合を示したものであり、一方向に分離する場合、圧電体１１２の固設位置は上辺Ａに限らず、４辺Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれか一つに設ければ良い。圧電素子１１２を辺Ａ，Ｃに設ければ光線は上下に分離され、辺Ｂ，Ｄに設けた場合には光線は左右に分離される。分離動作の原理はいずれの場合も同じなので、ここでは代表して辺Ａに固設した場合で説明する。
【００１６】
なお、縦横２方向に分離させる場合には、辺Ａ，Ｃのいずれかと、辺Ｂ，Ｄのいずれかにそれぞれ圧電体を設ければ良い。それらの圧電体を独立して制御することにより、縦方向の特性と横方向の特性とを独立に制御することができる。
【００１７】
フィルタ駆動部１７から圧電体１１２に高周波電圧が印加されると、圧電体１１２は図示上下方向に振動する。光学ローパスフィルタとして機能させる場合には、１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の周波数を有する高周波電圧が圧電体１１２に印加される。この周波数域は音として人間の耳に聞こえない超音波の周波数帯域であり、このような周波数帯域の振動を発生させる圧電体１１２としてはリチウムナイオベイトが一般的であるが、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）やチタン酸バリウム等のセラミックスでも良く、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００１８】
圧電体１１２を振動させると、矢印１１３で示すように光弾性部材１１１の上辺Ａから下辺Ｃへと進行する疎密波が発生し、その周波数は圧電体１１２に印加された電力の周波数に等しくなる。その結果、光弾性部材１１１の内部に周期的な密度分布が形成され、光弾性部材１１１の面内で周期的に変化する屈折率分布が形成される。１１４は疎密波の波面を示したものであり、波面１１４は進行方向１１３に垂直となる。例えば、波面１１４の位置を分布が密な部分とすれば、それらの中間に分布が疎となる部分が発生する。密部分同士の間隔は疎密波の波長Λになっている。すなわち、屈折率分布の空間的な周期はΛとなっている。なお、疎密波は進行波でも良いし、定在波でも良い。
【００１９】
図２に示すような周期的な屈折率分布が形成された光弾性部材１１１に光が入射すると、音響効果によるラマン・ナス（Raman-Nath）回折あるいは音響効果によるブラッグ回折と呼ばれる回折現象が発生する。すなわち、周期的な屈折率分布が形成された光弾性部材１１１に入射した光線は回折され、一部は０次光としてそのまま進行し、一部は進行方向を変えられて出射する。
【００２０】
このとき、回折角θｍは、回折次数をｍ、光の波長をλとすると、次式（１）で表される。また、周期的な屈折率分布の周期（幅）Λは、圧電体１１２に印加する高周波電圧の周波数をｆ、光弾性部材１１１内における音速をｖとすると、次式（２）のように表される。
sinθｍ＝ｍ・λ／Λ      …（１）
Λ＝ｖ／ｆ            …（２）
【００２１】
したがって、光弾性部材１１１を用いることにより、被写体光を複数に分離することが可能となる。一般に、ラマン・ナス回折で分離した光線は、光弾性部材１１１の中を通る音波の強さにより、０次光、±１次光、±２次光、…のように順に高次の回折をすることになる。なお、本実施形態では、ラマン・ナス回折の±４次光の回折光までを考えることにするが、これに限られるものではない。
【００２２】
図３は、与える音波の強さ（以下では音波パワーと呼ぶ）と各次光の回折光強度（光量）との関係を示したものである。図３において、横軸は音波パワーの相対値を表しており、音波パワーは印加電圧の電圧値に比例している。また、縦軸は光学ローパスフィルタ４を透過した光の光量を表しており、印加電圧＝０のときに出射される０次光の光量を１として各次光の光量を表したものである。なお、音波パワー相対値とは、所定のローパス効果が得られたときの音波パワーを１として相対値で表したものである。
【００２３】
光弾性部材１１１を透過して分離される光線（１次光）の分離角度をθとすると、分離角度θは比較的小さい値なので、sinθ≒θのように近似することができ、式（１）は式（３）のように表すことができる。
θ＝λ／Λ      …（３）
【００２４】
図４に示すように、光弾性部材１１１から撮像素子１２の撮像面までの距離をＬとし、撮像面での１次光の分離幅をｄとすると、次式（４）が成り立つ。
ｄ／Ｌ＝tanθ
≒θ      …（４）
この式（４）と上述した式（３）を用いると、分離幅ｄは次式（５）のように表される。なお、ｍ次光の分離幅ｄｍはｄｍ＝ｄ×ｍとなる。
ｄ＝（λＬ／ｖ）・ｆ      …（５）
【００２５】
式（５）によると、高周波電圧の周波数ｆを変更することにより、分離幅ｄすなわち光学ローパスフィルタ１１のカットオフ周波数を調整することができることがわかる。従来の光学ローパスフィルタでは、分離幅ｄは撮像素子１２の画素ピッチによって決まる固定値である。一方、本実施の形態の光学ローパスフィルタ１１では分離幅ｄが調整できるので、同一の光学ローパスフィルタ１１で画素ピッチの異なる種々の撮像素子１２に対応することができるうえに、同一撮像素子１２に対してカットオフ周波数そのものを変えることができる。
【００２６】
例えば、光の波長をλ＝６００ｎｍ、距離Ｌ＝５ｍｍとし、光弾性部材１１１に石英ガラスを用いた場合を考える。石英ガラス中の音速ｖはｖ＝６ｋｍ／ｓであるので、印加電圧の周波数をｆ＝１０ＭＨｚとすれば、疎密波（超音波）の周期ΛはΛ＝０．６ｍｍとなる。このとき、分離幅ｄはｄ＝５μｍとなる。カットオフ周波数は分離幅ｄに対して１／（２ｄ）と表されるので、１００（本／ｍｍ）となる。
【００２７】
また、印加する高周波電圧の電圧値を大きくして音波の強度を大きくすると、周期的屈折率分布の振幅を大きくすることができ、逆に、電圧値を小さくすると周期的屈折率分布の振幅を小さくすることができる。その結果、図３に示すように、電圧値の大きさを変えて音波パワーを調整することにより、０次光に対するｍ次光の光量比、すなわち光学ローパスフィルタ１１のフィルタ効果の程度を調整することができる。
【００２８】
このように、本実施の形態の光学ローパスフィルタ１１は、音波のパワー（すなわち印加電力）と音波の周波数（すなわち高周波電圧の周波数）とを変えることにより、光学ローパスフィルタ１１の分離幅ｄやＭＴＦ特性そのものを容易に変えることができる。図５の（ａ）〜（ｃ）は、光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性を変化させた場合の、典型的な３種類のＭＴＦ特性を示したものである。それぞれ、縦軸はＭＴＦを、横軸は空間周波数（本／ｍｍ）を表している。
【００２９】
図５（ａ）は、音波パワー相対値０．７７、分離幅５μｍのときのＭＴＦ特性を示したものであり、光学ローパスフィルタの効果を弱めにした場合に対応している。図５（ｂ）は、音波パワー相対値１．２、分離幅５μｍのときのＭＴＦ特性を示したものである。特性が固定された従来の光学ローパスフィルタと比較すると、この特性は、光を同一方向に２点に分離する典型的な光学ローパスフィルタの特性に似ている。図５（ｃ）は、音波パワー相対値１．３８、分離幅３．３μｍのときのＭＴＦ特性を示したものである。この特性の場合には、光を同一方向に４点に分離する典型的な光学ローパスフィルタの特性に似ている。
【００３０】
例えば、ナイキスト周波数が１００（本／ｍｍ）であった場合、ナイキスト周波数を含む近傍のＭＴＦを小さくすれば、モアレの発生を抑制することができる。図５（ａ）〜（ｃ）に示したＭＴＦ特性の場合、図５（ａ）に比べて図５（ｂ），（ｃ）のＭＴＦ特性の方が空間周波数１００（本／ｍｍ）付近のＭＴＦが小さいので、モアレ防止の効果がより高い。逆に、ナイキスト周波数よりもやや低い周波数域（例えば、７５（本／ｍｍ）の周波数域）のＭＴＦを見た場合には、図５（ａ）の特性の方がＭＴＦが大きいので、解像感に関しては図５（ａ）の方が優れている。同様に、モアレ抑制効果の高い図５（ｂ），（ｃ）を比較した場合でも、周波数７５（本／ｍｍ）のＭＴＦの大小から図５（ｃ）の特性の方が解像感が高いことが分かる。
【００３１】
しかしながら、被写体画像に対するカメラのＭＴＦ特性を考える場合、光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性だけではなく、レンズ系３や絞り４などの撮影光学系のＭＴＦ特性（ここでは、交換レンズ２のＭＴＦ特性）も含めて考えなければならない。そこで、本実施の形態のカメラでは、交換レンズ２および光学ローパスフィルタ１１を含む合成光学系のＭＴＦ特性を、ユーザの好みに合わせることができるような構成とした。さらに、撮影光学系のＭＴＦ特性が何らかの理由で変化した場合には、全体のＭＴＦ特性がユーザにより設定された合成系ＭＴＦ特性に維持されるように、撮影光学系のＭＴＦ特性に応じて光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性を変更するようにした。
【００３２】
ここでは、一例として、モアレ除去効果の異なる３種類の合成系ＭＴＦ特性が記憶部２１に予め記憶されていて、ユーザは、入力操作部１９を操作することでそれらの内の一つを選択するような構成について説明する。３種類の合成系ＭＴＦ特性を、モアレ除去効果の程度の小さい方から順に、弱特性、中特性、強特性と呼ぶことにする。一方、撮像画像の解像を比較した場合、強特性、中特性、弱特性の順に解像が高くなる。
【００３３】
そして、交換レンズ２を別のレンズに交換した場合における、光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性の制御動作について説明する。なお、以下では、説明を簡単にするために、撮影光学系のＭＴＦ特性としてレンズ系３のＭＴＦ特性を用いて説明する。その場合、合成系ＭＴＦ特性は、光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性とレンズ系３のＭＴＦ特性との積で表されることになる。
【００３４】
《動作説明》
図６は、光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性変更の制御動作を説明するフローチャートである。カメラの電源がオンされると処理がスタートする。ここでは、カメラ本体１に２種類の交換レンズ２Ａ，２Ｂを順に装着した場合を例に、図６の制御動作を説明する。図７は２種類の交換レンズ２Ａ，２ＢのＭＴＦ特性を示す図であり、（ａ）は交換レンズ２ＡのＭＴＦ特性を、（ｂ）は交換レンズ２ＢのＭＴＦ特性をそれぞれ示す。そして、カメラ本体１に交換レンズ２Ａが装着されている状態で、電源がオンされた場合を考える。
【００３５】
ステップＳ１では、装着されている交換レンズ２Ａの種類が、レンズ情報として交換レンズ２Ａの記憶部８からカメラ本体１側に読み込まれる。ステップＳ２では、交換レンズ２Ａの交換動作が行われたか否かを判定する。そして、レンズ交換があった場合にはステップＳ３へ進み、レンズ交換がない場合にはステップＳ４へ進む。ここでは、レンズ交換がなかったと仮定して処理を進める。すなわち、ステップＳ２からステップＳ４へ進む。
【００３６】
ステップＳ４では、装着されている交換レンズ２ＡのＭＴＦ特性が、使用するレンズＭＴＦ特性として設定される。カメラ本体１側の記憶部２１には、図７（ａ），（ｂ）に示した各交換レンズ２Ａ，２ＢのＭＴＦ特性（以下では、レンズＭＴＦ特性ＡおよびレンズＭＴＦ特性Ｂと呼ぶことにする）が予め記憶されており、レンズＭＴＦ特性としてレンズＭＴＦ特性Ａが設定される。
【００３７】
なお、ここでは、交換レンズ２Ａ，２ＢのＭＴＦ特性Ａ，Ｂがカメラ本体１側の記憶部２１に記憶されているとしたが、交換レンズ側の記憶部８に記憶されていても良い。その場合には、交換レンズ２Ａが装着されると、記憶部８から図７（ａ）に示されるレンズＭＴＦ特性Ａがカメラ本体１側に読み込まれることになる。
【００３８】
ステップＳ５では、ユーザによって設定された合成光学系のＭＴＦ特性が、上述した弱特性、中特性、強特性のいずれであるかを確認する。ステップＳ６では、ステップＳ５で確認された合成系設定状態に応じて、光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性を選択する。
【００３９】
図８の（ａ１），（ｂ１），（ｃ１）は、レンズＭＴＦ特性Ａに対する光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性の一例を示す図であり、（ａ１）は合成光学系のＭＴＦ特性（以下では、合成系ＭＴＦ特性と呼ぶ）が弱特性の場合を、（ｂ１）は中特性の場合を、（ｃ１）は強特性の場合をそれぞれ示す。また、図８の（ａ２），（ｂ２），（ｃ２）は、それぞれ弱特性、中特性、強特性の場合の合成系ＭＴＦ特性を示している。
【００４０】
すなわち、図７（ａ）のレンズＭＴＦ特性Ａと図８（ａ１）のフィルタＭＴＦ特性とから、図８（ａ２）の合成系ＭＴＦ特性（弱特性）が得られる。同様に、レンズＭＴＦ特性Ａと図８（ｂ１）のフィルタＭＴＦ特性とから、図８（ｂ２）の合成系ＭＴＦ特性（中特性）が得られ、レンズＭＴＦ特性Ａと図８（ｃ１）のフィルタＭＴＦ特性とから、図８（ｃ２）の合成系ＭＴＦ特性（中特性）が得られる。図８（ａ１）〜（ｃ１）に示すフィルタＭＴＦ特性は、交換レンズ２Ａに関するフィルタＭＴＦ特性として、カメラ本体１の記憶部２１に予め記憶されている。なお、図８（ａ１）のフィルタＭＴＦ特性は、光学ローパスフィルタ１１のフィルタ機能をオフとしたものである。
【００４１】
例えば、ユーザが入力操作部１９を操作して、図８（ｂ２）の合成系ＭＴＦ特性（中特性）を選択すると、光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性として、自動的に図８（ｂ１）のフィルタＭＴＦ特性が設定される。同様に、図８（ａ２）の合成系ＭＴＦ特性が選択されると自動的に図８（ａ１）のフィルタＭＴＦ特性に設定され、図８（ｃ２）の合成系ＭＴＦ特性が選択されると自動的に図８（ｃ１）のフィルタＭＴＦ特性に設定される。
【００４２】
ステップＳ７では、ユーザによる合成系ＭＴＦ特性の設定変更があったか否かを判定する。ステップＳ７で変更があったと判定されるとステップＳ５へ戻り、変更後の合成系ＭＴＦ特性の設定状態が、弱特性、中特性、強特性のいずれであるかを確認し、ステップＳ６でフィルタＭＴＦ特性の設定を変更する。一方、ステップＳ７で設定変更がなかったと判定されると、ステップＳ８へ進みカメラの電源がオフされたか否かを判定する。そして、ステップＳ８で電源オフと判定されると一連の処理を終了する。
【００４３】
一方、ステップＳ８で電源がオフでないと判定されると、ステップＳ９へ進み、交換レンズ２Ａの交換動作が行われたか否かを判定する。ステップＳ９でレンズ交換ありと判定されると、ステップＳ３へ進んで交換レンズ側からレンズ情報を読み込む。一方、ステップＳ９でレンズ交換がないと判定されると、ステップＳ７へ進む。
【００４４】
以下では、交換レンズ２Ａから交換レンズ２Ｂに交換された場合の処理についてさらに説明する。すなわち、ステップＳ３において、交換レンズ２Ｂのレンズ情報がカメラ本体２側に読み込まれる。ステップＳ４では、新たに装着された交換レンズ２ＢのＭＴＦ特性が、使用するレンズＭＴＦ特性として設定される。すなわち、記憶部２１に予め記憶されているレンズＭＴＦ特性Ｂが、レンズＭＴＦ特性として設定されることになる。
【００４５】
ステップＳ５では、合成系ＭＴＦ特性の設定状態が、弱特性、中特性、強特性のいずれであるかを確認する。ステップＳ６では、ステップＳ５で確認された設定状態に応じて、光学ローパスフィルタ１１のフィルタＭＴＦ特性を設定する。図９は交換レンズ２Ｂに関する、図８と同様のＭＴＦ特性を示したものである。図９（ａ１）〜（ｃ１）は弱特性、中特性、強特性の場合のフィルタＭＴＦ特性を示し、それらのフィルタＭＴＦ特性と図７（ｂ）のレンズＭＴＦ特性とから、図９（ａ２）〜（ｃ２）に示す合成系ＭＴＦ特性が得られる。
【００４６】
合成系ＭＴＦ特性に関する図８（ａ１）〜（ｃ１）と図９（ａ１）〜（ｃ１）とを比較した場合、同じ設定状態同士では、例えば強特性の図８（ｃ１）と図９（ｃ１）とではＭＴＦ特性が非常によく似ており、撮像素子１２のナイキスト周波数（１００（本／ｍｍ））以下の周波数領域ではほとんど同じ形状をしている。そのため、図７（ａ）から図７（ｂ）のようにレンズＭＴＦ特性が変化しても、光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性を図８（ｃ１）から図９（ｃ１）のように変更することにより、合成系ＭＴＦ特性をほとんど同じ状態に保持することができる。
【００４７】
合成系設定状態は上述したように中特性に設定されたままなので、ステップＳ６では、光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性は、図９（ｂ１）に示すフィルタＭＴＦ特性に自動的に設定されることになる。なお、図８（ａ１）〜（ｃ１）の場合と同様に、図９に示す（ａ１）〜（ｃ１）フィルタＭＴＦ特性は、交換レンズ２Ｂに関するフィルタＭＴＦ特性としてカメラ本体１の記憶部２１に予め記憶されている。
【００４８】
上述した実施の形態では、交換レンズ２の交換によりレンズ系３のレンズＭＴＦ特性が変化した場合の制御について説明した。しかし、撮影光学系のＭＴＦ特性はレンズだけでなく絞りに関するＦ値やレンズ系３のズーム位置によっても変化する。そのため、上述した例では、レンズの種類および設定状態に応じて異なるフィルタＭＴＦ特性が記憶部２１に記憶されていたが、Ｆ値やズーム位置を考慮する場合には、レンズの種類，設定状態，Ｆ値およびズーム位置に応じて異なる複数のフィルタＭＴＦ特性が記憶部２１に記憶されることになる。そして、レンズの種類，設定状態，Ｆ値およびズーム位置（焦点距離）に応じて、それらの内の一つのフィルタＭＴＦ特性が選択される。
【００４９】
また、上述したように予め決められた複数の状態（弱特性、中特性、強特性）からいずれか一つをユーザが選択するのではなく、ユーザが合成系設定状態を任意に指定できるようにしても良い。例えば、所定空間周波数における合成系ＭＴＦ特性のＭＴＦ値を、ユーザが指定できるようにする。そして、所定空間周波数における交換レンズ２のＭＴＦ特性と光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性との積が指定されたＭＴＦ値となるように、フィルタ駆動部１７の駆動条件を算出する。そして、算出された駆動条件でフィルタ駆動部１７を駆動する。この場合、音波パワーと分離幅の組み合わせで様々なＭＴＦ特性パターンを記憶部２１に予め記憶させておき、それらのパターンを呼び出して使用する。
【００５０】
さらにレンズのＭＴＦ特性、音波パワーと分離幅の組み合わせで得られる光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性、およびそれらの積などを演算・図示するソフトウェアをカメラに実装し、ユーザが好みのＭＴＦ特性を表示部１８に表示させるようにしても良い。
【００５１】
上述したように、本実施の形態のカメラでは、交換レンズ２を交換した場合や絞り値や焦点距離を変更した場合のように、撮影光学系のＭＴＦ特性が変化した場合でも、光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性を制御して合成光学系のＭＴＦ特性を一定に保持することができる。そのため、撮影光学系のＭＴＦ特性が変化しても、被写体画像の解像感が変化することがない。
【００５２】
また、合成光学系のＭＴＦ特性に関して、ユーザが３種類の特性から選択したり任意に指定したりできるように構成するとともに、撮影光学系のＭＴＦ特性が変化した場合に、ユーザが指定した合成系ＭＴＦ特性が維持されるように光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性を調整するようにしたので、ユーザの意図に沿った解像感の撮像画像を常に得ることができる。
【００５３】
上述した実施の形態では、光学ローパスフィルタ１１に光弾性部材を用いた場合について説明したが、上述した特許文献１に記載されているような光学ローパスフィルタや、特開２００５−２２９３８０号公報に記載されているような平行平板を揺動振動させる構成の光学ローパスフィルタにも同様に適用することができる。特許文献１の光学ローパスフィルタでは、印加する応力の大きさを変えて空間周波数特性を変更する。
【００５４】
上述した実施の形態ではレンズ交換式デジタルカメラの光学ローパスフィルタを例に説明したが、レンズ一体型のデジタルカメラにも同様に適用することができる。さらに、デジタルスチルカメラに限らず、ビデオカメラなどのように固体撮像素子を備えた撮像装置の光学ローパスフィルタにも適用できる。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明によるカメラの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】光学ローパスフィルタ１１を交換レンズ２側から見た平面図である。
【図３】回折光の光量比を説明する図である。
【図４】分離幅を説明する図である。
【図５】光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性を示す図であり、（ａ）は音波パワー相対値0.77，分離幅5μｍの場合を、（ｂ）は音波パワー相対値1.2，分離幅5μｍの場合を、（ｃ）は音波パワー相対値1.38，分離幅3.3μｍの場合をそれぞれ示す。
【図６】光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性変更の制御動作を説明するフローチャートである。
【図７】交換レンズ２のＭＴＦ特性を示す図であり、（ａ）は交換レンズ２Ａの場合、（ｂ）は交換レンズ２Ｂの場合である。
【図８】交換レンズ２Ａを用いたときの光学ローパスフィルタ１１および合成光学系のＭＴＦ特性を示す図であり、（ａ１）〜（ｃ１）は光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性を、（ａ２）〜（ｃ２）は合成光学系のＭＴＦ特性をそれぞれ示す。
【図９】交換レンズ２Ｂを用いたときの光学ローパスフィルタ１１および合成光学系のＭＴＦ特性を示す図であり、（ａ１）〜（ｃ１）は光学ローパスフィルタ１１のＭＴＦ特性を、（ａ２）〜（ｃ２）は合成光学系のＭＴＦ特性をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００５６】
１：カメラ本体、２，２Ａ，２Ｂ：交換レンズ、３：レンズ系、４：絞り、５：位置検出器、７：絞り駆動部、８，２１：記憶部、１１：光学ローパスフィルタ、１２：撮像素子、１７：フィルタ駆動部、１８：表示部、１９：入力操作部、２０：ＣＰＵ，１１１：光弾性部材、１１２：圧電体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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