デジタルカメラシステムおよび中間アダプタ
【課題】長いフランジバックを持つカメラに適合する交換レンズを中間アダプタを介してフランジバックの短いカメラに装着し、高画質の撮像を行なうことができるデジタルカメラシステムを提供する。
【解決手段】このデジタルカメラシステムにおいては、第一のカメラボディに適合するレンズ鏡筒１２Ａを中間アダプタ３１を介してフランジバックが上記第一のカメラボディより短い第二のカメラボディ１１Ｂに装着可能とし、中間アダプタ３１を介在させることによってフランジバックを同距離とするとともに中間アダプタ３１に補償光学素子３２ａを組み込むことにより上記第一のカメラボディのマウント面から撮像面までの光学的距離と、中間アダプタ３１を装着した状態でそのマウント面から第二のカメラボディ１１Ｂの撮像面までの光学的距離を一致させ、光学的収差を最小とした高画質の撮影を可能とする。
【解決手段】このデジタルカメラシステムにおいては、第一のカメラボディに適合するレンズ鏡筒１２Ａを中間アダプタ３１を介してフランジバックが上記第一のカメラボディより短い第二のカメラボディ１１Ｂに装着可能とし、中間アダプタ３１を介在させることによってフランジバックを同距離とするとともに中間アダプタ３１に補償光学素子３２ａを組み込むことにより上記第一のカメラボディのマウント面から撮像面までの光学的距離と、中間アダプタ３１を装着した状態でそのマウント面から第二のカメラボディ１１Ｂの撮像面までの光学的距離を一致させ、光学的収差を最小とした高画質の撮影を可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ交換が可能なデジタルカメラシステムおよび該デジタルカメラシステムに使用される中間アダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ交換可能なカメラシステムにおいては、交換レンズの取り付け面から像面までの距離（フランジバック）が規定されており、そのカメラに取り付け可能な交換レンズは、規定されたフランジバックに基づいて設計がなされている。したがって、フランジバックの長いカメラに適用するように設計された交換レンズをフランジバックの短い別のカメラに装着する場合は、中間アダプタ等を使用してフランジバックを調整する必要がある。この種の中間アダプタについては、特許文献１等に数多く提案されている。
【特許文献１】特許文献１は、特開２００５−７０７１１号公報である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来のデジタルカメラにおいては、撮影された画像の高周波成分の偽色等を軽減するために撮像素子の前面に複屈折特性をもつ水晶等で形成された光学ローパスフィルタ（以下、光学ＬＰＦと記載する）が配置されている。この光学ＬＰＦは、入射光束を複屈折しない常光と異常光（複屈折光）とに分離し、分離した複屈折光を撮像素子の隣り合う画素にそれぞれ入射させる。したがって、モアレの発生を防ぐためには光学ＬＰＦの厚みを画素ピッチに対応させて適切に設定しなければならない。
【０００４】
また、撮影レンズと撮像素子との間には、光学ＬＰＦの他にも防塵フィルタ、赤外線吸収ガラス、撮像素子を密閉状態で収納するための保護ガラス等の平板光学要素も設置されており、これらの光学要素のそれぞれは特有の光学特性（例えば、屈折率など）を有している。そのため、レンズ交換可能なデジタルカメラにおいては、交換レンズの取り付け面から像面までの機械的距離（フランジバック）だけでなく、複数の光学要素に起因する光学的距離（光路長）の変化をも考慮して交換レンズの設計をしなければ、デジタルカメラシステムとしての総合的な高画質を得ることはできない。このことは上述の中間アダプタについても同様である。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたような従来のフランジバック調整用アダプタは、フランジバックの調整のみに着目しており、特許文献１等には光路長を適合させるという思想は無かった。
【０００６】
本発明の目的は、レンズ交換可能なデジタルカメラシステムにおいて、長いフランジバックを持つカメラに適合する交換レンズを中間アダプタを介してフランジバックの短いカメラに装着して高画質の撮影を行なうことができるデジタルカメラシステム、または、上記中間アダプタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１記載のデジタルカメラシステムは、第一の撮像素子を含み、第一のフランジバックを有する第一のカメラボディと、上記第一のカメラボディに適合する第一のレンズと、上記第一のレンズと上記第一の撮像素子の間に配置された複数の光学要素からなる第一の光学素子と、第二の撮像素子を含み、上記第一のフランジバックよりも短い第二のフランジバックを有する第二のカメラボディと、上記第二のカメラボディに適合する第二のレンズと、上記第二のレンズと上記第二の撮像素子の間に配置された複数の光学要素からなる第二の光学素子と、上記第一のレンズを着脱するためのレンズ着脱部を一端に持ち、上記第二のボディを着脱するためのレンズ着脱部を他端にもつ中間アダプタとを具備したデジタルカメラシステムにおいて、上記中間アダプタには第三の光学素子が設けられており、上記第一、二の光学素子の各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数i およびj で付番し、上記第一の光学素子の各光学要素の屈折率をｎi とし、厚さをｔi とし、上記第二の光学素子の各光学要素の屈折率をｎj とし、厚さをｔj としたとき、第一の光学要素の第一の光学等価量Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝は、第二の光学要素の第二の光学等価量Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝より大きく、さらに、上記第三の光学素子の各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数k で付番したとき、上記第三の光学素子の各光学要素の屈折率をｎk とし、厚さをｔk としたとき、上記第三の光学要素の第三の光学等価量Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝と上記第二の光学等価量Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝との和Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝＋Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝は、上記第一の光学等価量Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝と略等しい。
【０００８】
本発明の請求項２記載のデジタルカメラシステムは、請求項１記載のデジタルカメラシステムにおいて、上記第一、第二、および、第三の光学素子は、防塵ガラス、光学ローパスフィルタを構成する光学結晶からなる板、赤外線吸収ガラス、または、上記撮像素子を保護するための保護ガラスを含む。
【０００９】
本発明の請求項３記載のデジタルカメラシステムは、請求項１に記載のデジタルカメラシステムにおいて、上記第一の撮像素子の画素ピッチは、上記第二の撮像素子の画素ピッチよりも大きい。
【００１０】
本発明の請求項４記載のデジタルカメラシステムは、請求項１に記載のデジタルカメラシステムにおいて、上記第一の光学素子は、第一の光学ローパスフイルターを含み、その厚さは、上記第二の光学素子に含まれる第二の光学ローパスフィルタの厚さより厚い。
【００１１】
本発明の請求項５記載のデジタルカメラシステムは、請求項１に記載のデジタルカメラシステムにおいて、上記第一のレンズにおいて、上記第一の撮像素子の対角に入射される主光線のレンズの光軸となす最大角は、上記第二のレンズにおいて、上記第二の撮像素子の対角に入射される主光線のレンズの光軸となす最大角よりも小さい。
【００１２】
本発明の請求項６記載のデジタルカメラシステムは、請求項１記載のデジタルカメラシステムにおいて、上記第二のレンズは、上記第一のカメラボディに取り付かないように構成される。
【００１３】
本発明の請求項７記載の中間アダプタは、撮影光路内に第一の光学素子を配置した第一のカメボディに適合する撮影レンズを撮影光路内に上記第一の光学素子とは光学特性の異なる第二の光学素子が配置された第二のカメラボディに適合させるための中間アダプタにおいて、上記第一のカメラボディの上記撮影レンズの取り付け面から撮像面までの光学的距離と、上記中間アダプタを上記第二のカメラボディに装着した状態における上記撮影レンズの取り付け面から上記第二のカメラボディの撮像面までの光学的距離とを一致させるために、光路長補償用光学素子を設ける。
【００１４】
本発明の請求項８記載の中間アダプタは、請求項７に記載の中間アダプタにおいて、上記光路長補償用光学素子は、光学的パワーを有していない。
【００１５】
本発明の請求項９記載のデジタルカメラシステムは、撮影光路内に第一の光学素子を配置した第一のカメラボディと、上記第一のカメボディに適合する撮影レンズと、撮影光路内に上記第一の光学素子とは光学特性の異なる第二の光学素子を配置した第二のカメラボディと、上記撮影レンズを上記第二のカメラボディに適合させるための中間アダプタとを具備するデジタルカメラシステムにおいて、上記中間アダプタは、上記第一のカメラボディのレンズ取り付け面から撮像面までの光学的距離と、上記中間アダプタを上記第二のカメラボディに装着した状態での上記中間アダプタのレンズ取り付け面から上記第二のカメラボディの撮像面までの光学的距離とを一致させるための、光路長補慣用光学素子を有している。
【００１６】
本発明の請求項１０記載のデジタルカメラシステムは、撮影光路内に第一の光学素子を配置した第一のカメラボディと、上記第一のカメラボディに適合する撮影レンズと、撮影光路内に上記第一の光学素子とは光学特性の異なる第二の光学素子を配置した第二のカメラボディと、上記撮影レンズを上記第二のカメラボディに装着するための中間アダプタと、上記第二のカメラボディに上記中間アダプタを介して上記撮影レンズを装着した状態において、上記撮影レンズの後端部から上記第二のカメラボディの前端部の間に配置される光路長補償用光学素子とを有している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フランジバックの異なる第一，二のカメラボディおよび該カメラボディに装着可能な第一，二のレンズと、中間アダプタとからなるデジタルカメラシステムにおいて、フランジバックの短い上記第二のカメラボディをより小型軽量に構成することができ、さらに、上記第一のレンズを上記中間アダプタを介して上記第二のカメラボディに装着可能であり、かつ、該装着状態でも高画質の撮像を行なうことができるデジタルカメラシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態の説明に先立ってレンズ交換可能なデジタルカメラシステムにおいて、撮像素子の画素ピッチ、光学ＬＰＦの材質（光学特性）に応じて、光学ＬＰＦの厚みがどのように決定されるかを説明する。
【００１９】
カメラボディに対してレンズ（すなわち、レンズ鏡筒）交換可能な従来の一眼レフタイプのデジタルカメラは、複数種類存在し、それぞれ撮像素子の画素数が異なる。すなわち、画素ピッチが異なる撮像素子が組み込まれており、さらに、複数種類のそれぞれが同一仕様の交換レンズが装着可能となっている。
【００２０】
上記一眼レフタイプデジタルカメラのカメラボディにおいては、上述したように画素ピッチが異なる撮像素子の前面には、上記画素ピッチに対応した厚みを有した光学ＬＰＦが配置される。
【００２１】
また、上述したように撮像素子の画素ピッチに対応して光学ＬＰＦの厚みを設定する理由としては、上記光学ＬＰＦを透過した光束は、複屈折しない常光と異常光（複屈折光）に分離される。一方、上記モアレ発生を防止するためには、撮像素子の隣り合う画素に上記分離された光束をそれぞれ入射させなければならない。そのために光学ＬＰＦの厚みを画素ピッチに対応させて変化させる必要がある。
【００２２】
ところが、撮像素子の前面に厚みの異なる光学ＬＰＦを配置すると、その結像位置が変化することになる。図１１は、撮像光学系において、撮像素子の前面に配置される光学ＬＰＦの有無による結像位置の変化の状態を示す光路図である。また、交換レンズと撮像素子との間には、防塵フィルタ、赤外線吸収ガラス、撮像素子をパッケージに密閉状態で収納するための保護ガラス等の平板光学要素が設置され、該平板光学要素によっても同様に結像位置が変化する。
【００２３】
図１１に示すように撮像素子の撮像面１０３の前方に光学ＬＰＦ１０２がない場合には、レンズ１０１を通過した中央光束は、撮像面１０３上の点Ｐ1 に結像する。また、レンズ１０１を通過した周辺光束は、撮像面１０３上の点Ｐ2 に結像する。しかし、撮像素子の撮像面１０３の前方に光学ＬＰＦ１０２が配されている場合には、レンズ１０１を通過した中央光束は、撮像面１０３の後方の点Ｐ1 ′に結像する。
【００２４】
デジタルカメラの撮影光学系においては、通常、撮影画面の中央部に到達する光束（図１１の点Ｐ1 ′に結像）と、周辺部に到達する光束（図１１の点Ｐ2 ′に結像）との光路長に差が生じ、像面湾曲収差が生じる。この撮影画面の中心部と周辺部の光路長の差βの補正は、特定の光学要素からなる光学素子に対して、撮影光学系に像面湾曲等の収差を打ち消す光学特性を持たせることによって、結果的に像面湾曲収差、球面収差、非点収差等の収差を補正し、撮像素子上に結像させることができる。
【００２５】
しかしながら、この収差補正の考え方をレンズ交換式のデジタルカメラに適用した場合には、以下のような問題が生じる。すなわち、第一の光学素子を具備する第一のカメラボディと、これに適合するように設計された交換レンズとを含むレンズ交換式のデジタルカメラシステムにおいて、上記交換レンズを第二の光学素子を具備する第二のカメラボディに装着する場合に、上記第一と第二の光学素子を構成する各光学要素の屈折率、厚みが異なっていたり、特定の光学要素が無いことにより、それぞれのカメラボディの光学光路長が異なることになり、適正な像面湾曲収差等の光学収差の補正ができないという問題が生じる。より具体的には、第一と第二のカメラボディに画素ピッチの異なる撮像素子が搭載されている場合、それぞれの光学ＬＰＦの厚さをその画素ピッチに適合するように設定することが必要であり、上述した問題が生じる。
【００２６】
一方、上記従来のレンズ交換タイプのデジタルカメラにおいては、例えば、光学ＬＰＦとして水晶に代えてその厚みが極めて薄く、水晶に比べると大きな複屈折性をもつＬＮ（ＬｉＮｂＯ３，ニオブ酸リチウム）素子が適用されている。また、画素ピッチが殆ど変らないように撮像素子の大きさを変更することで画素数を変えたりしている。上記ＬＮ素子を適用した場合、複屈折性が大きいので、厚みを薄くできることから光束の光路長が殆ど変化せず、画素ピッチの異なるデジタルカメラのボディ間においても交換レンズの交換が可能となる。
【００２７】
図１２は、撮像素子の画素ピッチ（または、撮像素子の画素数）とそれに適応する光学ＬＰＦ（水晶とＬＮ素子の場合）の厚みの関係を示す線図である。図１２に示すように画素ピッチＰが狭くなると適応する光学ＬＰＦの厚みも薄くなっている。また、同一画素ピッチＰに適応するＬＮ素子の厚みは、水晶に対しておよそ１／５〜１／６になっている。
【００２８】
上述した内容を踏まえて、以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
まず、本発明の第一の実施形態のデジタルカメラシステムの構成の概要を図１〜３を用いて説明する。
図１（Ａ），（Ｂ）および図２は、本発明の第一の実施形態のデジタルカメラシステムを構成するカメラボディおよび交換レンズの組み合わせ状態と、内蔵される光学部材および撮像素子の配置を示す断面図であり、図１（Ａ）は、基準カメラボディ（第一のカメラボディ）と第一のレンズとの組み合わせ状態を示し、図１（Ｂ）は、非基準カメラボディ（第二のカメラボディ）と第二のレンズとの組み合わせ状態を示している。図２は、第一のレンズと第一のカメラボディとを中間アダプタを介して装着した状態の断面図である。図３（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態のデジタルカメラシステムにおけるレンズのマウント部をカメラボディ側から見た状態と、装着されるカメラボディのマウント部（二点鎖線）を合わせて示しており、図３（Ａ）は、第一のレンズのマウント部を示し、図３（Ｂ）は、第二のレンズのマウント部を示す。
【００２９】
本実施形態のデジタルカメラシステムは、上述したように図１（Ａ），（Ｂ）に示すデジタルカメラ１とデジタルカメラ２と、図２に示すデジタルカメラ３０からなる。
【００３０】
デジタルカメラ１は、基準カメラボディである第一のカメラボディ１１Ａと、該カメラボディ１Ａに着脱可能な第一のレンズとしての交換レンズ鏡筒（以下、レンズ鏡筒と記載する）１２Ａとからなる。
【００３１】
デジタルカメラ２は、マウント面から撮像素子の撮像面までの機械的距離、すなわち、フランジバックが第一のカメラボディ１１Ａのフランジバックよりも短い非基準カメラボディである第二のカメラボディ１１Ｂと、該カメラボディ１１Ｂに着脱可能なバックフオーカスの短い第二のレンズとしての交換レンズ鏡筒（以下、レンズ鏡筒と記載する）１２Ｂとからなる。
【００３２】
デジタルカメラ３０は、第二のカメラボディ１１Ｂと該カメラボディ１１Ｂに中間アダプタ３１を介して装着されるレンズ鏡筒１２Ａとからなる。
【００３３】
図３（Ａ）に示すように第一のカメラボディ１１Ａのボディ側マウント部３Ａには、３つのボディ側マウント爪３Ａｂと切り欠き部３Ａｃが設けられている。また、レンズ鏡筒１２Ａのレンズ側マウント部４Ａには、３つのレンズ側マウント爪４Ａｂが設けられている。
【００３４】
レンズ鏡筒１２Ａを第一のカメラボディ１１Ａに装着する場合は、レンズ側マウント爪４Ａｂを第一のカメラボディのボディ側マウント部３Ａの切り欠き部３Ａｃ（図３（Ａ）中では２点鎖線で示す）に光軸Ｏ方向に差し込む。その後、レンズ鏡筒１２Ａを第一のカメラボディ１１Ａの光軸Ｏ周りに回転させ、レンズ側マウント爪４Ａｂをボディ側マウント爪３Ａｂ（図中では点線で示す）に係合させて装着状態とする。そのレンズ鏡筒装着状態にて、第一のカメラボディ１１Ａのマウント部３Ａの前面のレンズ取り付け面であるマウント面３Ａａは、レンズ鏡筒１２Ａのマウント部３Ａのマウント面４Ａａと当接し、密着して両者の光軸方向の相対位置が規定される。なお、第一のカメラボディ１１Ａの第一のフランジバックは、マウント面３Ａａと撮像素子５Ａの光電変換面（撮像面）５Ａａ間の距離である。
【００３５】
図３（Ｂ）に示すように第二のカメラボディ１１Ｂのマウント部３Ｂには、４つのボディ側マウント爪３Ｂｂと切り欠き部３Ｂｃが設けられている。また、レンズ鏡筒１２Ｂのレンズ側マウント部４Ｂには、４つのレンズ側マウント爪４Ｂｂが設けられている。そして、第二のカメラボディ１１Ｂのマウント径は、第一のカメラボディ１１Ａのマウント径より小さい。
【００３６】
レンズ鏡筒１２Ｂを第二のカメラボディ１１Ｂに装着する場合は、レンズ側マウント爪４Ｂｂを第二のカメラボディのボディ側マウント部３Ｂの切り欠き部３Ｂｃ（図３（Ｂ）中では２点鎖線で示す）に光軸Ｏ方向に差し込む。その後、レンズ鏡筒１２Ｂを第二のカメラボディ１１Ｂの光軸Ｏ周りに回転させ、レンズ側マウント爪４Ｂｂをボディ側マウント爪３Ｂｂ（図３（Ｂ）中では点線で示す）に係合させる。
【００３７】
上記レンズ鏡筒装着状態にて、第二のカメラボディ１１Ｂのマウント部３Ｂの前面のレンズ取り付け面であるマウント面３Ｂａは、レンズ鏡筒１２Ｂのマウント部３Ｂのマウント面４Ｂａと当接し、密着して、両者の光軸方向の相対位置が規定される。なお、第二のカメラボディ１１Ｂの第二のフランジバックは、マウント面３Ｂａと撮像素子５Ｂの光電変換面（撮像面）５Ｂａ間の距離となり、第一のカメラボディ１１Ａの第一のフランジバックより短い。
【００３８】
上述したようにレンズ鏡筒１２Ａとレンズ鏡筒１２Ｂとは、そのマウント径が異なり、かつ、係合爪の数も異なっているので、レンズ鏡筒１２Ａを第二のカメラボディ１１Ｂに直接装着したり、レンズ鏡筒１２Ｂを第一のカメラボディ１１Ａに装着することはできない。
【００３９】
レンズ鏡筒１２Ａが着脱可能な第一のカメラボディ１１Ａには、図１（Ａ）に示すように保護ガラス６Ａを有するＣＣＤ（または、ＣＭＯＳ型撮像素子）等からなる第一の撮像素子としての撮像素子５Ａと、撮像素子前面に配置される赤外線吸収ガラス８Ａｂを含む第一の光学ローパスフィルタである光学ＬＰＦ８Ａと、上記撮像素子および光学ＬＰＦをホコリから保護する防塵フィルタ２１Ａが内蔵され、前述したようにレンズ側マウント面４Ａａと当接可能なボディ側マウント面３Ａａをもつボディ側マウント部３Ａを有している。なお、第一のカメラボディ１１Ａに内蔵される防塵フィルタ２１Ａ，光学ＬＰＦ８Ａ，保護ガラス６Ａは、第一の光学素子を構成する。
【００４０】
撮像素子５Ａは、例えば、４／３型の撮像素子であって第一の画素ピッチである所定の基準画素ピッチδ0 （対応する基準画素数は、Ｓ0 ）を有しており、撮像素子５Ａの結像面である光電変換面５Ａａ上に結像した被写体像は、電気的撮像信号に変換される。
【００４１】
光学ＬＰＦ８Ａは、モアレ発生を防止するために撮像素子５Ａの基準画素ピッチδ0 に対応するように光線を分離する所定の厚みをもち、所定の方向に複屈折特性を有する水晶板８Ａａ、８Ａｃ、８Ａｄで形成され、さらに、赤外線吸収ガラス８Ａｂを含んでいる。
【００４２】
基準画素ピッチδ0 =７μm とした場合、正方４点分離（入射した光線が画素ピッチを１辺とする正方形の角を通る４点に分離する）の光学ＬＰＦ８Ａを形成するには、各水晶板のうち、水晶板８Ａａは、厚さｔ2 ＝０．８４mmで回転角＝４５°となり、水晶板８Ａｃは、厚さｔ4 ＝０．８４mmで回転角＝−４５°となり、水晶板８Ａｄは、厚さｔ5 ＝１．１９mmで回転角＝０°となる。このとき、水晶の屈折率はｎ2 ，4 ，5 ＝１．５４４である。この光学ＬＰＦ８Ａの水晶板総厚さは、２．８７mmである。
【００４３】
赤外線吸収ガラス８Ａｂは燐酸ガラスあるいは弗燐酸ガラスで形成され、屈折率ｎ3 ＝１．５４２で厚さｔ3 ＝０．５mmとする。また、防塵フィルタ２１Ａは、材質や厚さに制限はないが、ここでは厚さｔ1 =１mmでｎ1 ＝１．５２の光学ガラスである。さらに、保護ガラス６Ａは、厚さｔ6 ＝０．６mmでｎ6 ＝１．５２の光学ガラスである。
【００４４】
光学ＬＰＦ８Ａは、ボディ側マウント部３Ａと撮像素子５Ａとの間に配置されるが、その厚さは、後述する第二のカメラボディ１１Ｂの光学ＬＰＦ８Ｂ、および、同じレンズ鏡筒１２Ａが着脱可能な他の非基準のカメラボディに適用される光学ＬＰＦに比較しても最も厚い厚みを有する。
【００４５】
このレンズ鏡筒１２Ａは、複数の撮影レンズ群からなる撮影光学系１２Ａａを内蔵し、上述したように第一のカメラボディ１１Ａに直接的に取り付けが可能である。さらに、第二のカメラボディ１１Ｂに後述する中間アダプタ３１（図２）を介した状態で着脱可能である。このレンズ鏡筒１２Ａは、例えば、焦点距離が異なる交換レンズやズームレンズやマクロレンズ等の複数の交換レンズのいずれかが相当する。
【００４６】
レンズ鏡筒１２Ａの撮影光学系１２Ａａを第一のカメラボディ１１Ａに装着した状態にて、取り込まれた被写体光束は、防塵フィルタ２１Ａ、および、光学ＬＰＦ８Ａを透過して、撮像素子５Ａの光電変換面５Ａａ上に結像するが、上述した光学ＬＰＦ８Ａ等の屈折率と厚みにより実効光路長が変化した状態で像面湾曲収差、球面収差、非点収差等が生じることなく光電変換面５Ａａ上に結像するように設計製作されている。すなわち、図１１に示した中心光束による結像点Ｐ1 ′と周辺光束による結像点Ｐ2 ′がともに撮像素子５Ａの光電変換面５Ａａ上に位置する収差のない状態が得られるようにしている。
【００４７】
一方、レンズ鏡筒１２Ｂが着脱可能な第二のカメラボディ１１Ｂには、図１（Ｂ）に示すように保護ガラス６Ｂを有するＣＣＤ（ＭＯＳ型撮像素子）等からなる第二の撮像素子としての撮像素子５Ｂと、撮像素子前面に配置される赤外線吸収ガラス８Ｂｂを含む第二の光学ローパスフィルタである光学ＬＰＦ８Ｂと、撮像素子および光学ＬＰＦをホコリから保護する防塵フィルタ２１Ｂが内蔵される。また、前述したようにレンズ側マウント面４Ｂａと係合可能なボディ側マウント面３Ｂａを備えたボディ側マウント部３Ｂを有している。なお、第二のカメラボディ１１Ｂに内蔵される防塵フィルタ２１Ｂ，光学ＬＰＦ８Ｂ，保護ガラス６Ｂは、第二の光学素子を構成する。
【００４８】
撮像素子５Ｂは、基準撮像素子５Ａと同様の４／３型の撮像素子であるが、基準画素ピッチδ0 より小さな値の第二の画素ピッチである画素ピッチδ1 を有している。この撮像素子５Ｂの結像面である光電変換面５Ｂａ上に結像した被写体像は、同様に電気的撮像信号に変換される。
【００４９】
光学ＬＰＦ８Ｂは、撮像素子５Ｂの画素ピッチδ1 に対応しており、光学ＬＰＦ８Ａと同じ構成の水晶板でこの光学ＬＰＦを形成した場合、光学ＬＰＦ８Ａとは厚さの異なるものとなる。
【００５０】
例えば、画素ピッチδ1 ＝5μm とした場合、正方４点分離（詳しくは、入射した光線が画素ピッチを１辺とする正方形の角を通る４点に分離すること）の光学ＬＰＦ８Ｂを光学ＬＰＦ８Ａと同じ構成で形成するには、各水晶板のうち、水晶板８Ｂａは、厚さｔ2 ＝０．６０mmで回転角４５°となり、水晶板８Ｂｃは、厚さｔ4 ＝０．６０mmで回転角−４５°となり、水晶板８Ｂｄは、厚さｔ5 ＝０．８５mmで回転角０°となる。基準画素ピッチδ0 ＝7μm の場合に対して、上述した光学ＬＰＦ８Ｂの各水晶板総厚さ２．０５mmであり、０．８２mmほど薄くなる。上記水晶の屈折率はｎ2 ，4 ，5 ＝１．５４４である。
【００５１】
赤外線吸収ガラス８Ｂｂは、燐酸ガラスあるいは弗燐酸ガラスであって、屈折率ｎ3 ＝１．５４２で厚さｔ3 ＝０．５mmである。また、防塵フィルタ２１Ｂは、材質や厚さに制限はないが、ここでは厚さｔ1 ＝１mmでｎ1 ＝１．５２の光学ガラスとする。さらに、保護ガラス６Ｂは厚さｔ6 ＝０．６mmでｎ6 ＝１．５２の光学ガラスであり、これらの光学要素の仕様は、第一カメラボディ１１Ａに内蔵される赤外線吸収ガラス８Ａｂ，防塵フィルタ２１Ａ，保護ガラス６Ａと同一である。
【００５２】
被写体光束は、光学ＬＰＦ８Ｂ等の屈折率と厚みにより実効光路長が変化した状態で像面湾曲収差、球面収差、非点収差等が生じることなく、光電変換面５Ｂａ上に結像するように設計製作されている。
【００５３】
上述した状態では水晶板の厚さが異なることにより、レンズ鏡筒１２Ｂと撮像素子５Ｂの間に配置された光学素子の光学光路長が第一のカメラボディの１１Ａの光学素子の光学光路長よりも短くなる。
【００５４】
従って、第二のカメラボディ１１Ｂは、光軸方向の厚さを薄くすることが可能であり、また、交換レンズからの光線は撮像素子の近くになればなるほど光軸からの距離は小さくなるので、光軸に直交する方向にもカメラボディ外形を小さくすることができる。
【００５５】
―方、レンズ鏡筒１２Ｂは、第二のカメラボディ側のマウント面３Ｂａに当接可能なレンズ側マウント面４Ｂａが設けられたレンズ側マウント部４Ｂを有しており、複数の撮影レンズ群からなる撮影光学系１２Ｂａを内蔵する。このレンズ鏡筒１２Ｂは、レンズ鏡筒１２Ａに比較してバックフオーカスが短い、言い換えると、レンズ鏡筒１２Ａにおける撮像素子５Ａの対角に入射される主光線の光軸Ｏとなす最大角に比較して、このレンズ鏡筒１２Ｂにおける撮像素子５Ｂの対角に入射される主光線の光軸Ｏとなす最大角が大きく、交換レンズ自体も光軸方向に短くなる。また、光線は焦点面に近いほど広がりは小さくなるのでレンズの径も小さくなり、小型の交換レンズにすることが可能となる。
【００５６】
なお、このレンズ鏡筒１２Ｂは、バックフオーカスが短いために第一のカメラボディ１１Ａに装着可能なようにマウントを構成すると、撮影レンズが第一のカメラボディ１１Ａの構成部材（例えば、ＴＴＬ光学ファインダ用のクイックリターンミラー）に干渉してしまい問題が生じる。そこで、本実施形態では前述したようにデジタルカメラ１とデジタルカメラ２のマウントは異なる構成として直接装着できないようにしている（図３（Ａ），（Ｂ）参照）。また、レンズ鏡筒１２Ｂの光学収差は、第二のカメラボディ１１Ｂの光学素子の厚みに合わせて小さくなるように設計されており、後述するように第二のカメラボディ１１Ｂに中間アダプタ３１を介してレンズ鏡筒１２Ａを装着してときもその光学収差は、最も小さく抑えられる。
【００５７】
上述したデジタルカメラ３０は、第二のカメラボディ１１Ｂと、第二のカメラボディ１１Ｂに中間アダプタ３１を介して装着される第一のレンズであるレンズ鏡筒１２Ａとで構成される（図２）。
【００５８】
中間アダプタ３１は、一端のレンズ側に設けられるレンズ着脱部である前マウント部３３と、他端のカメラボディ側に設けられるレンズ着脱部である後マウント部３４と、該前、後マウント部に挟持して固定される中間筒３２とからなる。
【００５９】
中間筒３２にはその内部に第三の光学素子（光路長補償用光学素子）である補正光学素子３２ａが配されている。この補正光学素子３２ａは、光学的パワーを有していないガラス板からなる。
【００６０】
そして、補正光学素子３２ａと、第二のカメラボディ１１Ｂ内蔵の上記光学ＬＰＦ８Ｂ他からなる第二の光学素子を合わせた状態は、第一のカメラボディ１１Ａ内蔵の上記光学ＬＰＦ８Ａ他からなる第一光学素子に対して光学的に等価（言い換えると、光学等価量を等しくする）な状態となる。詳しくは、後で説明する。
【００６１】
前マウント部３３は、第一のカメラボディ１２Ａのマウント部３Ａと同一形状を有しており、レンズ鏡筒１２Ａのマウント部４Ｂと係合し、装着可能である。
【００６２】
後マウント部３４は、レンズ鏡筒１２Ｂのマウント部４Ｂと同一形状を有しており、第二のカメラボディ１１Ｂのマウント部３Ｂと係合し、装着が可能である。
【００６３】
第二のカメラボディ１１Ｂのマウント部３Ｂに中間アダプタ３１のマウント部３４を係合させ、かつ、レンズ鏡筒１２Ａのマウント部４Ａに中間アダプタ３１のマウント部３３を係合させることによって中間アダプタ３１を介してレンズ鏡筒１２Ａを第二のカメラボディ１１Ｂに装着することができる。
【００６４】
上記装着状態では、前マウント部３３のマウント面３３ａとレンズ鏡筒１２Ａのマウント面４Ａａとは、当接し、密着する。さらに、後マウント部３４のマウント面３４ａと第二のカメラボディ１１Ｂのマウント面３Ｂａとは、当接し、密着し、レンズ鏡筒１２Ａ，中間アダプタ３１，第二のカメラボディ１１Ｂの光軸Ｏ方向の相対位置が規定される。
【００６５】
中間アダプタ３１の前側マウント面３３ａと後側マウント面３４ａの離間距離は、本実施形態では、第一のカメラボディ１１Ａの上記フランジバックに対して第二のカメラボディ１１Ｂの上記フランジバックが不足する分を補足する距離とする。したがって、中間アダプタ３１を装着した状態での第二のカメラボディ１１Ｂの光学的なフランジバックは、第一のカメラボディ１１Ａのフランジバックと同一となる。
【００６６】
しかしながらレンズ鏡筒１２Ａに適合する上記第一の光学素子と第二のカメラボディ１１Ｂがもつレンズ鏡筒１２Ｂに適合した上記第二の光学素子とは、異なったものとなっているのでピントは合うようになったとしてもレンズ鏡筒１２Ａの光学的な収差を最小にすることはできない。そこで、本実施形態では、上述したように中間アダプタ３１の中間筒３２に補正光学素子３２ａを内蔵させ、その補正光学素子３２ａと第二の光学素子とを合わせることにより第一のカメラボディに設けられた光学素子と光学的に等価となるように構成している。
【００６７】
具体的に説明すると、前述したように第一のカメラボディ１１Ａ内蔵の光学ＬＰＦ８Ａの水晶板総厚さ（赤外線吸収ガラスを除く水晶板のみ）は、２．８７mmであり、第二のカメラボディ１１Ｂ内蔵の光学ＬＰＦ８Ｂの水晶板総厚さ（赤外線吸収ガラスを除く水晶板のみ）は、２．０５mmである。但し、水晶板以外の第一，第二の光学素子を構成する赤外線吸収ガラス８Ａｂと８Ｂｂ、防塵フィルタ２１Ａと２１Ｂ、および、保護ガラス６Ａと６Ｂは、それぞれ同一材質で同一の厚さを有している。
【００６８】
従って、第一の光学素子の総厚さに対して、第二の光学素子の総厚さに補正光学素子３２ａ厚みを加算した合計の厚さを等しくするには、光学ＬＰＦ８Ｂの水晶板総厚さに対して光学ＬＰＦ８Ｂの水晶板総厚さが不足する分の厚さを中間アダプタ３１側の補正光学素子３２ａの厚さとすればよく、その不足分の厚さは、０．８２mmとなる。しかしながら、厚さ０．８２の補正光学素子３２ａを中間アダプタ３１に適用したとしたとしてもまだ光学的な収差を最小にすることはできない。
【００６９】
そこで、本実施形態においては、上記第一の光学素子に対して上記第二の光学素子および補正光学素子３２ａの光学等価量を等しくなるように設定することにより中間アダプタ３１を使用したときの光学的収差を最小にすることを実現している。
【００７０】
言い換えると、中間アダプタ３１に補慣用光学素子３２ａを配して、第一のカメラボディ１１Ａのマウント面（レンズ取り付け面）３Ａａから撮像面までの光学的距離と、中間アダプタ３１を上記第二のカメラボディ１１Ｂに装着した状態での中間アダプタ３１のマウント面（レンズ取り付け面）３３ａから第二のカメラボディ１１Ｂの撮像面までの光学的距離とを一致させることによってレンズ鏡筒１２Ａと第二のカメラボディ１１Ｂとの組み合わせであっても光学的収差を最小にすることができる。
【００７１】
上記光学等価量は、斜めの光線の倍率方向のずれも含めた光軸方向実効光路長の変化の等価量に相当し、Σ｛光学要素厚さ＋（１−光学要素屈折率）／光学要素屈折率｝で与えられ、この値を異なる構成の光学素子で等しく設定することによって当該双方のカメラにおいて撮像素子の光電変換面上にピントが合うようにし、かつ、収差も最小とすることができる。
【００７２】
第一のカメラボディ１１Ａ（撮像素子の基準画素ピッチδ0 ＝７μm の場合）にて、上記第一の光学素子を構成する各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数i と付番し、各光学要素の屈折率をｎi とし、厚さをｔi としたとき、前述した各光学要素からなる第一の光学素子の第一の光学等価量は、
Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝＝1.00×(1−1.52)／1.52
＋0.84×(1−1.544)／1.544＋0.5(1−1.542)／1.542
＋0.84×(1−1.544)／1.544＋1.19×(1−1.544)／1.544
＋0.6×(1−1.52)／1.52＝−1.734
となる。
【００７３】
第二のカメラボディ１１Ｂ（撮像素子の画素ピッチδ1 ＝５μm の場合）にて、上記第二の光学素子を構成する各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数j と付番し、各光学要素の屈折率をｎj とし、厚さをｔj としたとき、前述した各光学要素からなる第二の光学素子の第二の光学等価量は、上記第一の光学等価量より小さく、
Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝＝1.00×(1−1.52)／1.52
＋0.6×(1−1.544)／1.544＋0.5(1−1.542)／1.542
＋0.6×(1−1.544)／1.544＋0.85×(1−1.544)／1.544
＋0.6×(1−1.52)／1.52＝−1.445
となる。
【００７４】
そして、中間アダプタ３１内蔵の補正光学素子３２ａは、上記第一の光学等価量と第二の光学等価量の差分、
Σ{ｔi ×(１−ｎi )／ｎi }−Σ{ｔj ×(１−ｎj )／ｎj }
＝(−1.734)−(−1.445)＝−0.289
で与えられる第三の光学等価量を持った光学素子であればよいことになる。
【００７５】
例えば、屈折率n＝1.5のガラスで構成する場合は、厚さをｔhとすると、第三の光学等価量は、ｔh ×(1−1.5)／1.5であることから、厚さは、
ｔh＝−0.289×1.5／(1−1.5)＝0.867mm
となり、補正光学素子３２ａとして厚さｔh＝0.867mmの光学ガラス板を適用することにより第二の光学等価量と第三の光学等価量の和が第一の光学等価量と同等となり、上述した条件を満足できる。
【００７６】
本実施形態では補正光学素子３２ａは光学等価量の補正用として用いているが、赤外線カットフィルタとか可視光カットのフィルタの効果を持たせても良いし、光学ローパスフィルタの効果を持たせて本来とは異なる光学ローパスフィルタ効果を持たせる等の副次的な光学効果を持たせても勿論よい。これらの副次的効果を補正光学素子３２ａに持たせる場合は、中間アダプタに対して補正光学素子を着脱自在にしておくと使用者が上述した副次的な効果を自在に変更しながらデジタルカメラを用いることができる。
【００７７】
また、上述した補正光学素子３２ａ自体は、必ずしも中間アダプタ３１内に設ける必要はなく、レンズ鏡筒１２Ａを中間アダプタ３１を介して第二のカメラボディ１１Ｂに装着した状態において、レンズ鏡筒１２Ａの後端部から第二のカメラボディ１１Ｂの前端部の間に補正光学素子３２ａを挿入するようにしてもよく、例えば、レンズ鏡筒１２Ａの後端部や第二のカメラボディ１１Ｂの前端部に取り付けてもよい。
【００７８】
なお、上記第三の光学素子の補正光学素子が複数の光学要素で構成された場合、上記第三の光学等価量は、上記補正光学素子を構成する各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数k と付番し、各光学要素の屈折率をｎk とし、厚さをｔk としたとき、上記補正光学素子の第三の光学等価量は、Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝で与えられる。そして、第一の光学素子の第一の光学等価量Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝に対して、第二の光学素子の第二の光学等価量Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝と補正光学素子の第三の光学等価量Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝との和を略等しくとればよいことになる。
【００７９】
前述したように本実施形態の中間アダプタ３１における前側マウント面３３ａと後側マウント面３４ａの離間距離は、中間アダプタ３１を装着した状態での第二のカメラボディ１１Ｂ側のフランジバックは、第一のカメラボディ１１Ａのフランジと同一となるように設定した。しかし、上記離間距離に多少の過不足がある場合でも第一の光学等価量に対して上記第二の光学等価量と第三の光学等価量との和の値を上記離間距離の過不足を埋める値にすることにより、第二のカメラボディ１１Ｂに上記中間アダプタを介してレンズ鏡筒１２Ａを装着した状態でピントが合い、かつ、光学的収差の少ない被写体像を取り込めるようにすることが可能となる。
【００８０】
図４（Ａ），（Ｂ）は、厚さと屈折率が異なる２種類の光学要素に対して光線が入射角X0 で入射した時の斜入射による光線ズレ量△Ｈi 、ΔＨj を示す図であって、図４（Ａ）は、厚さｔi ，屈折率ｎi を有する一方の光学要素（第一の光学素子側）に対する光線ズレ量△Ｈi を示す。図４（Ｂ）は、異なる厚さｔj ，屈折率ｎj を有する他方の光学要素（第二の光学素子側）に対する光線ズレ量ΔＨj を示す。なお、図中、Ｈi ，Ｈj は、入射光線の延長位置までの高さを示し、Ｈi ′，Ｈj ′は、屈折光線の射出点までの高さを示し、光線ズレ量△Ｈi ，ΔＨj は、Ｈi ，Ｈj とＨi ′，Ｈj ′との差で与えられる。
【００８１】
撮影レンズの倍率方向の収差を考えるときは、上記光線ズレ量△Ｈi ，ΔＨj が等しければ、収差は同じになる。すなわち、光線ズレ量比ΔＨj ／ΔＨi が１となればよいことになる。なお、上述した光学要素からなる光学素子に対する光学等価量は、それぞれの光学要素における光線ズレ量△Ｈi 、または、ΔＨj を加算した値に対応する。
【００８２】
図５は、屈折率の異なる光学要素に対して上記光学等価量を等しくした条件で、入射角X0 と光線ズレ量比ΔＨj ／ΔＨi との関係を示す線図である。 図中、光線ズレ量ΔＨi は、屈折率ｎi ＝１．５の光学要素を基準としたときの値を適用し、光線ズレ量ΔＨj は、屈折率ｎj が１．４、１．８、２、２．２、２．４と変化した光学要素についての値を示している。
【００８３】
図５に示すように一般的な光学素材（波長５８７．６nmの時の屈折率は１．４〜２）の場合、入射角が１５°以下であると光学ズレ量比は、略１（誤差は１％以下）となって光学収差に影響しないことがわかる。屈折率２．４の場合は、光学ローパスフィルターに使われる上記ＬＮ素子を素材に使用した場合に相当し、このＬＮ素子等の高屈折率の特殊素材を用いても光学ズレ量比を略１に近くすることができる。また、この線図では波長５８７．６nmの光に対する屈折率についで考えたが、他の波長、例えば、波長４８６．１nmから６２６．３nmの光についても上記と同様に光線ズレ量比が１に近くなるように光学素材を選択すると、色収差に関しても収差の変化を抑えることが可能となる。デシタルカメラの場合、被写体光は波長４２０nmから６５０nm付近が画像形成に支配的であるでこの波長範囲で光線ズレ量比を略１にすれば、色収差の画像に及ぼす影響を抑えることができる。
【００８４】
次に、本実施形態のデジタルカメラシステムにおけるデジタルカメラ１，２の内部構造について、図６〜１０を用いて説明する。
図６は、デジタルカメラ１および２において、カメラボディ１１Ａ，１１Ｂにそれぞれ交換レンズ鏡筒１２Ａ，１２Ｂを装着した状態におけるそれぞれの内部構造を合わせて示した斜視図（一部破断面とする）である。図７は、上記デジタルカメラ１および２の撮像ユニット１５Ａ，１５Ｂまわりのそれぞれの内部構造を合わせて示した斜視図（一部破断面とする）である。
【００８５】
デジタルカメラ１、または、２は、図６に示すようにそれぞれレンズ鏡筒１２Ａ、または、１２Ｂと、該レンズ鏡筒１２Ａが着脱可能である基準カメラボディである第一のカメラボディ１１Ａ、または、該レンズ鏡筒１２Ｂが着脱可能である非基準カメラボディである第二のカメラボディ１１Ｂとからなる。
【００８６】
第一のカメラボディ１１Ａと第二のカメラボディ１１Ｂとは、内蔵される撮像ユニットの撮像素子、および、光学ＬＰＦが異なり、さらに、フランジバックが異なるが、その他の構成は、同様である。
【００８７】
レンズ鏡筒１２Ａ、または、１２Ｂは、それぞれ複数のレンズからなる撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａやその駆動機構等を内部に保持して構成される。そして、この撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａは、それぞれ被写体からの光束を透過させることで当該被写光束により形成される被写体の像を所定の位置（図７の撮像素子５Ａ、または、５Ｂの光電変換面上）に像面湾曲収差等の各種の光学的な収差のない状態で結像せしめるように、例えば、複数の光学レンズ等によって構成される。つまり、撮像素子前面に配される光学ＬＰＦにて生じる像面湾曲収差もなくすように設計されたものである。
【００８８】
なお、ここでいう、収差のない状態とは、実使用上問題のないレベル以下の収差がある状態も含む。換言すれば、撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａは撮像素子前面に配される光学ＬＰＦなども考慮した上で、各種収差が最適となるように設計されている。
【００８９】
カメラボディ１１Ａ、または、１１Ｂは、それぞれ本体部１１Ａａ、または、１１Ｂａ内部に各種の構成部材等を備えて構成され、かつ、撮影光学系１２Ａａ，１２Ｂａを保持するレンズ鏡筒１２Ａ、または、１２Ｂを着脱自在となるようにボディ側マウント部３Ａ、または、３Ｂをその前面に備えて構成された、いわゆる「一眼レフレックス方式」のカメラボディである。つまり、カメラ本体部１１Ａａ，１１Ｂａの前面側の略中央部には、それぞれ被写体光束を当該カメラ本体部１１Ａａ，１１Ｂａの内部ヘと導き得る所定の口径を有する露光用開口が形成され、この露光用開口の周縁部にボディ側マウント部３Ａ、または、３Ｂが形成されている。
【００９０】
以下、第一，二のデジタルカメラのカメラボディ１１Ａ、または、１１Ｂの内部構成の詳細を説明する。
【００９１】
まず、カメラ本体部１１Ａａ，１１Ｂａの上面部や背面等の所定の位置にはカメラボディ１１Ａ、または、１１Ｂを動作させるための各種の操作部材、例えば、撮影動作を開始せしめるための指示信号等を発生させるためのレリーズボタン１７等が配設されている。
【００９２】
カメラ本体部１１Ａａ、または、１１Ｂａの内部には、それぞれ図６に示すように各種の構成部材、例えば、撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａにより取り込まれた所望の被写体像を撮像素子５Ａ、または、５Ｂ（図７）の光電変換面上とは異なる所定位置に形成させるために設けられ、所謂、観察光学系を成すファインダ装置１３と、撮像素子５Ａ、または、５Ｂの光電変換面への被写体光束の照射時間等を制御するシャッタ機構等を備えたシャッタ部１４と、撮影光学系１２Ａａ，１２Ｂａを透過した被写体光束に基づき被写体像信号を得る撮像素子を含む撮像ユニット１５Ａ（第一のカメラボディ用）あるいは１５Ｂ（第二のカメラボディ用）と、撮像素子５Ａ、または、５Ｂにより取得した画像信号に対して各種の信号処理を施す画像信号処理回路等の電気回路を成す各種の電気部材が実装された主回路基板１６Ａ（第一のカメラボディ用）、あるいは１６Ｂ（第二のカメラボディ用）を始めとする複数の回路基板等が、それぞれ所定位置に配設されている。また、撮像ユニット１５Ａ、１５Ｂの前面には撮像素子の光電変換面への塵埃等の付着を防止する防塵フィルタ２１Ａ、または、２１Ｂが配設されている。
【００９３】
ファインダ装置１３は、撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａを透過した被写体光束の光軸を折り曲げて観察光学系の側へと導くように構成された反射鏡１３ｂと、この反射鏡１３ｂから出射する光束を受けて正立正像を形成するペンタプリズム１３ａと、このペンタプリズム１３ａを介して、被写体像を拡大して観察する接眼レンズ１３ｃ等によって構成されている。
【００９４】
反射鏡１３ｂは、撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａの光軸から退避する位置と当該光軸上の所定の位置との間で移動自在に構成され、通常状態は、撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａの光軸上にて当該光軸に対して所定角度、例えば角度４５°に配置されている。これにより、撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａを透過した被写体光束は、当該カメラ１、または、２が通常状態にある際は、反射鏡１３ｂによってその光軸が折り曲げられて、当該反射鏡１３ｂの上方に配置されるペンタプリズム１３ａの側へと反射されるようになっている。
【００９５】
デジタルカメラ１、または、２の撮影時の露光動作中には、当該反射鏡１３ｂが撮影光学系１２Ａａ，１２Ｂａの光路から退避する所定位置に移動するようになっている。これによって被写体光束は、撮像素子側へと導かれ、その光電変換面を照射するようになっている。
【００９６】
シャッタ部１４は、例えば、フォーカルプレーン方式のシャッタ機構や、このシャッタ機構の動作を制御する駆動回路等、従来のカメラ等で一般的に利用されているものと同様のものが適用される。
【００９７】
第一のカメラボディ用の撮像ユニット１５Ａ、または、第二のカメラボディ用の撮像ユニット１５Ｂは、内蔵される撮像素子と光学ＬＰＦとが異なるのみで他の構成は略同一である。まず、第一のカメラボディ用である撮像ユニット１５Ａについて説明する。
【００９８】
撮像ユニット１５Ａは、図７に示すように撮影光学系１２Ａａを透過し自己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得るＣＣＤ等からなる撮像素子５Ａと、この撮像素子５Ａを固定支持する薄板状の部材からなる撮像素子固定板２８と、撮像素子５Ａの光電変換面の側に配設され、撮影光学系１２Ａａを透過して照射される被写体光束から高周波成分を取り除くべく形成される光学素子である光学ＬＰＦ８Ａと、この光学ＬＰＦ８Ａと撮像素子５Ａとの間の周縁部に配置され、略枠形状の弾性部材等によって形成されるローパスフィルタ受け部材２６と、撮像素子５Ａを収納し固定保持すると共に光学ＬＰＦ８Ａをその周縁部位乃至その近傍部位に密着して支持しかつ所定の部位を後述する防塵フィルタ受け部材２３に密に接触するように配設される撮像素子収納ケース部材２４（以下、ＣＣＤケース２４という）と、このＣＣＤケース２４の前面側に配置される防塵フィルタ２１Ａをその周縁部位乃至その近傍部位に密着して支持する防塵フィルタ受け部材２３と、この防塵フィルタ受け部材２３によって支持されて撮像素子５Ａの光電変換面の側であって光学ＬＰＦ８Ａの前面側において当該光学ＬＰＦ８Ａとの間に所定の間隔を持つ所定の位置に対向配置される防塵部材である防塵フィルタ２１Ａと、この防塵フィルタ２１Ａの周縁部に配設され当該防塵フィルタ２１Ａに対して所定の振動を与えることによって塵埃を除去させる圧電素子２２と、防塵フィルタ２１Ａを防塵フィルタ受け部材２３に対して気密的に接合させ固定保持する弾性体からなる押圧部材２０等によって構成されている。
【００９９】
撮像素子５Ａは、撮影光学系１２Ａａを透過した被写体光束を自己の光電変換面５Ａａ（図１（Ａ））で受けて光電変換処理を行なうことにより、当該光電変換面に形成される被写体像に対応した画像信号を取得するものであって、例えば、４／３型で第一の画素ピッチとしての基準画素ピッチδ0 が略７μm である電荷結合素子（Charge Coupled Device）等が適用される。
【０１００】
この撮像素子５Ａは、撮像素子固定板２８を介して主回路基板１６Ａ上の所定の位置に実装されている。この主回路基板１６Ａには、不図示の画像信号処理回路及びワークメモリ等が共に実装されており、撮像素子５Ａからの出力信号、即ち光電変換処理により得られた画像信号が画像信号処理回路等へと電送されるようになっている。撮像素子５Ａの光電変換面の前方には、保護ガラス６Ａ（図７）が配される。
【０１０１】
画像信号処理回路における信号処理としては、例えば、レンズ鏡筒１２Ａの撮影光学系１２Ａａにより撮像素子５Ａの光電変換面上に結像された像に対応する当該撮像素子５Ａの画像出力信号を記録に適合する形態の信号に変換する処理等の各種の信号処理である。このような信号処理は、電子的な画像信号を取り扱うように構成される一般的なデジタルカメラ等において通常になされる処理と同様である。
【０１０２】
撮像素子５Ａの前面側には、ローパスフィルタ受け部材２６を挟んで光学ＬＰＦ８Ａが配設されている。光学ＬＰＦ８Ａは、複屈折特性を有する光学素子の水晶で形成されており、後述するように撮像素子５Ａの画素ピッチδ0 （略７μm ）に対応する厚みｔs0を有している。なお、後述するように光学ＬＰＦ８Ａ内には、赤外線吸収ガラスが挿入されている。
【０１０３】
そして、光学ＬＰＦ８Ａを覆うようにＣＣＤケース２４が配設されている。このＣＣＤケース２４には、略中央部分に矩形状からなる開口が設けられており、この開口にその後方側から光学ＬＰＦ８Ａ及び撮像素子５Ａが配設されるようになっている。この開ロ後方側の内周縁部には、光学ＬＰＦ８Ａ前面が当接する略Ｌ字断面形状の段部２４ａが形成されている。
【０１０４】
上述したように、光学ＬＰＦ８Ａと撮像素子５Ａとの間には、弾性部材等からなるローパスフィルタ受け部材２６が配設されている。このローパスフィルタ受け部材２６は、撮像素子５Ａの前面側の周縁部においてその光電変換面の有効範囲を避ける位置に配設され、かつ光学ＬＰＦ８Ａの背面側の周縁部近傍に当接するようになっている。そして、光学ＬＰＦ８Ａと撮像素子５Ａとの間を略気密性が保持されるようにしている。これにより、光学ＬＰＦ８Ａには、ローパスフィルタ受け部材２６による光軸方向への弾性力が働くことになる。
【０１０５】
そこで、光学ＬＰＦ８Ａの前面側の周縁部を、ＣＣＤケース２４の段部２４ａに対して略気密的に接触させるように配置することで、当該光学ＬＰＦ８Ａをその光軸方向に変位させようとするローパスフィルタ受け部材２６による弾性力に抗して当該光学ＬＰＦ８Ａの光軸方向における位置を規制するようにしている。
【０１０６】
換言すれば、ＣＣＤケース２４の開口の内部に背面側より挿入された光学ＬＰＦ８Ａは、段部２４ａによって光軸方向における位置規制がなされている。これにより、当該光学ＬＰＦ８Ａは、ＣＣＤケース２４の内部から前面側へ向けて外部に抜け出ないようになっている。
【０１０７】
このようにして、ＣＣＤケース２４の開口の内部に背面側から光学ＬＰＦ８Ａが挿入された後、光学ＬＰＦ８Ａ背面側には、撮像素子５Ａ配設されるようになっている。光学ＬＰＦ８Ａ撮像素子５Ａの間には、周縁部においてローパスフィルタ受け部材２６が挟持されるようになっている。
【０１０８】
また、撮像素子５Ａは、上述したように撮像素子固定板２８を挟んで主回路基板１６Ａに実装されている。そして、撮像素子固定板２８は、ＣＣＤケース２４の背面側からネジ孔２４ｅに対してネジ２８ｂによってスペーサ２８ａを介して固定されている。また、撮像素子固定板２８には、主回路基板１６Ａがスペーサ１６ｃを介してネジ１６ｄによって固定されている。
【０１０９】
ＣＣＤケース２４の前面側には、防塵フィルタ受け部材２３がＣＣＤケース２４のネジ孔２４ｂに対してネジ２３ｂによって固定されている。ＣＣＤケース２４の周縁側であって前面側の所定の位置には、周溝２４ｄが略環状に形成されている。その一方で、防塵フィルタ受け部材２３の周縁側であって背面側の所定の位置には、ＣＣＤケース２４の周溝２４ｄに対応させた環状凸部２３ｄが全周にわたって略環状に形成されている。したがって、環状凸部２３ｄと周溝２４ｄとが嵌合することによりＣＣＤケース２４と防塵フィルタ受け部材２３とは、環状の領域、即ち周溝２４ｄと環状凸部２３ｄとが形成される領域において相互に略気密的に嵌合するようになっている。
【０１１０】
防塵フィルタ２１Ａは、ガラスで形成され、全体として円形乃至多角形の板状をなし、少なくとも自己の中心から放射方向に所定の広がりを持つ領域が透明部をなしており、この透明部が光学ＬＰＦ８Ａ前面側に所定の間隔を持って対向配置されているものである。
【０１１１】
また、防塵フィルタ２１Ａの一方の面の周縁部には、当該防塵フィルタ２１Ａに対して振動を与えるための所定の加振用部材であり電気機械変換素子等によって形成される圧電素子２２が一体となるように、例えば接着剤による貼着等の手段により配設されている。この圧電素子２２は、外部から所定の駆動電圧を印加することによって防塵フィルタ２１Ａに所定の振動を発生させることができるように構成されている。
【０１１２】
そして、防塵フィルタ２１Ａは、防塵フィルタ受け部材２３に対して気密的に接合するように板ばね等の弾性体からなる押圧部材２０によって固定保持されている。
【０１１３】
防塵フィルタ受け部材２３の略中央部近傍には、円形状又は多角形状からなる開口が設けられている。この開口は、撮影光学系１２Ａａを透過した被写体光束を通過させて、当該光束が後方に配置される撮像素子５Ａの光電変換面を照射するのに充分な大きさとなるように設定されている。
【０１１４】
この開口の周縁部は、前面側に突出する壁部２３ｅが略環状に形成されており、この壁部２３ｅの先端側には、さらに前面側に向けて突出するように受け部２３ｃが形成されている。
【０１１５】
一方、防塵フィルタ受け部材２３の前面側の外周縁部近傍には、所定の位置に複数（本実施形態では三箇所）の突状部２３ａが前面側に向けて突出するように形成されている。この突状部２３ａは、防塵フィルタ２１Ａを固定保持する押圧部材２０を固設するために形成される部位であって、当該押圧部材２０は、突状部２３ａの先端部に対してねじ２０ａ等の締結手段により固設されている。
【０１１６】
押圧部材２０は、上述したように板ばね等の弾性体によって形成される部材であって、その基端部が突状部２３ａに固定され、自由端部が防塵フィルタ２１Ａの外周縁部に当接することで、当該防塵フィルタ２１Ａを防塵フィルタ受け部材２３の側、即ち光軸方向に向けて押圧するようになっている。
【０１１７】
この場合、防塵フィルタ２１Ａの背面側の外周縁部に配設される圧電素子２２の所定の部位が、受け部２３ｃに当接することで、防塵フィルタ２１Ａ及び圧電素子２２の光軸方向における位置が規制されるようになっている。したがってこれにより、防塵フィルタ２１Ａは、圧電素子２２を介して防塵フィルタ受け部材２３に対して気密的に接合するように固定保持されている。
【０１１８】
換言すれば、防塵フィルタ受け部材２３は、押圧部材２０による付勢力によって防塵フィルタ２１Ａと圧電素子２２を介して気密的に接合するように構成されている。
【０１１９】
ところで、上述したように防塵フィルタ受け部材２３とＣＣＤケース２４とは、周溝２４ｄと環状凸部２３ｄとが相互に略気密的に嵌合するようになっているのと同時に、防塵フィルタ受け部材２３と防塵フィルタ２１Ａとは、押圧部材２０の付勢力により圧電素子２２を介して気密的に接合するようになっている。また、ＣＣＤケース２４に配設される光学ＬＰＦ８Ａは、光学ＬＰＦ８Ａの前面側の周縁部とＣＣＤケース２４の段部２４ａとの間で略気密的となるように配設されている。さらに、光学ＬＰＦ８Ａの背面側には、撮像素子５Ａがローパスフィルタ受け部材２６を介して配設されており、光学ＬＰＦ８Ａと撮像素子５Ａとの間においても、略気密性が保持されるようになっている。
【０１２０】
したがって、光学ＬＰＦ８Ａと防塵フィルタ２１Ａとが対向する間の空間には、所定の空隙部５１ａが形成されている。また、光学ＬＰＦ８Ａの周縁側、即ちＣＣＤケース２４と防塵フィルタ受け部材２３と防塵フィルタ２１Ａとによって、空間部５１ｂが形成されている。この空間部５１ｂは、光学ＬＰＦ８Ａの外側に張り出すようにして形成されている封止された空間である。
【０１２１】
また、この空間部５１ｂは、空隙部５１ａよりも広い空間となるように設定されている。そして、空隙部５１ａと空間部５１ｂとからなる空間は、上述した如くＣＣＤケース２４と防塵フィルタ受け部材２３と防塵フィルタ２１Ａと光学ＬＰＦ８Ａとによって略気密的に封止される封止空間５１となっている。
【０１２２】
図８は、第一のカメラボディ１１Ａにおける撮像ユニット１５Ａの光学系の詳細を示す模式図であり、図９は、撮像ユニット１５Ａの拡大縦断面図である。
【０１２３】
図８に示すように第一の光学素子として撮像素子５Ａの前面に保護ガラス６Ａが配置され、さらに、その前方に光学ＬＰＦ８Ａ、および、防塵フィルタ２１Ａが配されている。
【０１２４】
光学ＬＰＦ８Ａは、図１（Ａ）によってすでに説明したように前方側から複屈折方向（回転角）が−４５°の水晶板８Ａａと、赤外線吸収ガラス８Ａｂと、複屈折方向（回転角）が＋４５°の水晶板８Ａｃと、複屈折方向（回転角）が０°の水晶板８Ａｄとが重畳して構成される。
【０１２５】
水晶板８Ａａ，８Ａｃは、それぞれ図１２に示される撮像素子５Ａの画素ピッチδ0 （略７μm ）に対応する厚みを有している。水晶板８Ａｄは、水晶板８Ａａ、８Ａｂの厚さの√２倍の厚さを有している。従って、レンズ鏡筒１２Ａを介して入射した被写体光束が撮像素子５Ａの光電変換面５Ａａに結像したとき、モアレの発生が防止される。
【０１２６】
そして、水晶板８Ａａ，８Ａｃ，８Ａｄおよび赤外吸収ガラス８Ａｂは、それぞれガラスに近い屈折率を有し、水晶板および赤外吸収ガラス８Ａｂのトータルの厚みは、ｔs0である。そして、上記水晶板８Ａａ，８Ａｃ，８Ａｄと赤外吸収ガラス８Ａｂの屈折率と厚みｔs0に対応した実効光路長に基づく被写体光束の結像位置に撮像素子５Ａの光電変換面５Ａａが位置決めされている。従って、レンズ鏡筒１２Ａにより取り込まれた被写体光束は、像面湾曲収差のない状態で撮像素子５Ａの光電変換面５Ａａ上に正しく結像する。厳密には、上記実効光路長の変化に保護ガラス６Ａおよび防塵フィルタ２１Ａの厚みも寄与する。
【０１２７】
なお、第一のカメラボディ１１Ａ用の保護ガラス６Ａおよび防塵フィルタ２１Ａの厚さは、前述したように第二のカメラボディ１１Ｂ用の保護ガラス６Ｂおよび防塵フィルタ２１Ｂ（図１（Ｂ））の厚さと同じものを用いているので、第一のカメラボディ１１Ａと第二のカメラボディ１１Ｂにおける保護ガラス６Ａと６Ｂおよび防塵フィルタ２１Ａと２１Ｂによる実効光路長の差はない。
【０１２８】
また、保護ガラス６Ａ，防塵フィルタ２１Ａの厚みおよび／または材質を第一のカメラボディ１１Ａ用と第二のカメラボディ１１Ｂ用とで変更する場合は、その変更に伴う実効光路長の変化を補償するように補償光学素子の厚さ、あるいは、材質を変化させて像面湾曲収差、球面収差、非点収差等の光学収差の補正を行う必要がある。
【０１２９】
一方、第二のカメラボディ１１Ｂは、上述した第一のカメラボディ１１Ａの撮像ユニット１５Ａの撮像素子５Ａと光学ＬＰＦ８Ａに代えて撮像ユニット１５Ｂの撮像素子５Ｂと光学ＬＰＦ８Ｂを内蔵している。第二のカメラボディ１１Ｂの他の構成は、上述した第一のカメラボディ１１Ａのものと同一であり、以下、異なる部分について説明する。図１０は、第二のカメラボディ１１Ｂにおける撮像ユニット１５Ｂの拡大縦断面図である。
【０１３０】
第二のカメラボディ１１Ｂに内蔵される撮像ユニット１５Ｂの撮像素子５Ｂは、サイズとしては撮像素子５Ａと同じ４／３型であるが基準画素ピッチδ0 （略７μm ）と異なる第二の画素ピッチである画素ピッチ、例えば、δ1 を有する。
【０１３１】
撮像素子５Ｂの前方に配される光学ＬＰＦ８Ｂは、図１（Ｂ）によりすでに説明したように水晶板８Ｂａと、赤外線吸収ガラス８Ｂｂと、水晶板８Ｂｃと、水晶板８Ｂｄとが重畳され、光学接着剤にて固着された光学素子部材である。水晶板８Ｂａ，８Ｂｃ，８Ｂｄは、撮像素子５Ｂの画素ピッチに対応して被写体光束を複屈折する厚みを有しており、この光学ＬＰＦ８Ｂとしての厚みは、ｔs1である。また、赤外線吸収ガラス８Ｂｂは、第一のカメラボディ１１Ａに適用した赤外線吸収ガラス８Ａｂと同一材質であって、同一の厚みと屈折率を有する。
【０１３２】
なお、上記水晶板は、撮像素子の画素ピッチによっては、後述するようにＬＮ素子に換えることも可能である。
【０１３３】
第２のカメラボディ１１Ｂの撮像素子５Ｂの画素ピッチδ１が基準画素ピッチδ０＝７μm より小さく、５μm である場合、すなわち、撮像素子５Ｂの画素数が撮像素子５Ａの画素数より多い場合には、第２のカメラボディ１１Ｂの光学ＬＰＦ８Ｂの厚みts1は、光学ＬＰＦ８Ａの厚みts0より薄くなる（図１２）。
【０１３４】
また、光学ＬＰＦ８Ｂの前面部および撮像素子５Ｂの前面部には、防塵フィルタ２１Ｂおよび保護ガラス６Ｂが配されるが、前述したようにそれぞれ第一のカメラボディ１１Ａにおける防塵フィルタ２１Ａおよび保護ガラス６Ａと同一厚みでかつ同一屈折率を有する。
【０１３５】
上述した撮像ユニット１５Ｂによれば、装着されたレンズ鏡筒１２Ｂを介して取り込まれた被写体光束は、撮像素子５Ｂの光電変換面５Ｂａ上に像面湾曲収差、球面収差、非点収差等のない状態で結像位置ずれもなく正しく結像する。
【０１３６】
本実施形態においては、基準の第一のカメラボディ１１Ａ側の撮像素子の基準画素ピッチδ0 を７μm としているが、この基準画素ピッチの設定方法について、以下に説明する。
【０１３７】
上述したように、光学ＬＰＦ（光学ローパスフィルタ）の厚さは、撮像素子の画素ピッチに応じて決定されるものであるが、同じ画素ピッチであっても光学ＬＰＦの材質によってその厚さが変わる。図１２に示すように第一の材質として、例えば、水晶を用いた場合と、第二の材質としてＬＮ素子を用いた場合とでは、その厚さが全く異なる。なお、図１２に示す画素数は、３／４型撮像素子の場合の例である。
【０１３８】
一方、カメラの小型化のためには、より薄い光学ＬＰＦを用いることが好ましいが、あまり薄い場合は、光学ＬＰＦの製造そのものが困難であったり、破損の虞があるため、好ましくない。ＬＮ素子の例をとると、現状では図１２に示すように画素ピッチが約７〜６μm よりも小さい撮像素子に対応じた光学ＬＰＦを構成する各ＬＮ素子の厚さは、０．１mm程度以下となってしまい、光学ＬＰＦの製造が困難となってしまう。
【０１３９】
そこで、第二の材質であるＬＮ素子にて形成可能な最小厚さに対応可能な画素ピッチ以上の画素ピッチを基準画素ピッチとして設定する。そして、この基準画素ピッチに応じた光学ＬＰＦを第一の材質である水晶で形成することにより、各種の画素ピッチのカメラボディに対しても最小限の光学ＬＰＦの厚さとすることができる。
【０１４０】
即ち、基準画素ピッチよりも小さい画素ピッチの撮像素子を有するカメラボディに対しては、図１２からわかるように、基準画素ピッチに対応する水晶で形成された光学ＬＰＦよりも薄い光学ＬＰＦを、基準画素ピッチに対応する光学ＬＰＦと同じ第一の材質である水晶で形成することができる。このように、基準画素ピッチに対応する光学ＬＰＦよりも光学ＬＰＦの厚さを薄くすることができるので、実効光路長の補償を行う補償光学素子によって補償することができる。
【０１４１】
また、デジタルカメラの撮像素子の画素数は、例えば、３００万画素、４００万画素、５００万画素というように段階的に設定されることが多い。従って、基準画素ピッチが第二の材質にて形成可能な最小厚さの光学ＬＰＦが対応可能な画素ピッチよりも若干小さくとも良い。即ち、基準カメラボディよりも低画素数の（画素ピッチの大きい）撮像素子の画素ピッチに対応する光学ＬＰＦが第二の材料にて形成可能であればよい。このようにして、基準画素ピッチを設定すれば、より光学ＬＰＦを薄くすることが出来る。
【０１４２】
また、上述のようにして設定された基準画素ピッチデータは、レンズ鏡筒（交換レンズ）設計、及び、このレンズ鏡筒をフランジバックの短いカメラボディ１１Ｂに装着する際に使用される中間アダプタ３１の設計基準となる。
【０１４３】
以上、説明したように本実施形態のデジタルカメラシステムによれば、フランジバックの長い第一のカメラボディ１１Ａおよび該カメラボディに装着可能な第一のレンズ鏡筒１２Ａと、フランジバックの短い第二のカメラボディ１１Ｂおよび該カメラボディに装着可能な第二のレンズ鏡筒１２Ｂと、中間アダプタ３１とからなるデジタルカメラシステムにおいて、第二のカメラボディ１１Ｂをより小型軽量に構成することができ、さらに、レンズ鏡筒１２Ａを中間アダプタ３１を介して第二のカメラボディ１１Ｂに装着可能であり、該装着状態でも高画質の撮像を行なうことができる。
【０１４４】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形例を実施可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明によるデジタルカメラシステムは、フランジバックの異なる第一，二のカメラボディおよび該カメラボディにそれぞれ装着可能な第一，二のレンズと、中間アダプタとからなるデジタルカメラシステムにおいて、フランジバックの短い上記第二のカメラボディをより小型軽量に構成することができ、さらに、上記第一のレンズを上記中間アダプタを介して上記第二のカメラボディに装着可能であり、かつ、該装着状態でも高画質の撮影を行なうことができるデジタルカメラシステムとして利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の一実施形態のデジタルカメラシステムを構成するカメラボディおよび交換レンズとの組み合わせ状態と、それらに内蔵される光学部材，撮像素子の配置を示す図であって、図１（Ａ）は、基準カメラボディ（第一のカメラボディ）と第一のレンズ（第一のレンズ鏡筒）との組み合わせ状態を示し、図１（Ｂ）は、非基準カメラボディ（第二のカメラボディ）と第二のレンズ（第二のレンズ鏡筒）との組み合わせ状態を示している。
【図２】図１のデジタルカメラシステムにおける第一のレンズ鏡筒と第一のカメラボディとを中間アダプタを介して装着した状態の断面図である。
【図３】図１のデジタルカメラシステムにおけるレンズ鏡筒のマウント部をカメラボディ側から見た状態と装着されるカメラボディのマウント部（二点鎖線）を合わせて示しており、図（Ａ）は、第一のレンズ鏡筒のマウント部を示し、図３（Ｂ）は、第二のレンズ鏡筒のマウント部を示す。
【図４】図１のデジタルカメラシステムに適用され、光学素子を構成する光学要素に対して光線が入射角X0 で入射した時の斜入射による光線ズレ量△Ｈi 、ΔＨj を示す図であって、図４（Ａ）は、厚さｔi ，屈折率ｎi を有する一方の光学要素（第一のカメラボディ側）に対する光線ズレ量△Ｈi を示し、図４（Ｂ）は、異なる厚さｔj ，屈折率ｎj を有する他方の光学要素（第二のカメラボディ側）に対する光線ズレ量ΔＨj を示す。
【図５】各屈折率を有する光学要素に対して光学等価量を等しくした条件のもとで入射する光線に対する入射角X0 と光線ズレ量比ΔＨj ／ΔＨi との関係を示す線図である。
【図６】図１のデジタルカメラシステムのカメラボディにレンズ鏡筒を装着した状態の内部構造を示す斜視図（一部破断面で示す）である。
【図７】図１のデジタルカメラシステムの撮像ユニットまわりの内部構造を示す斜視図（一部破断面で示す）である。
【図８】図１のデジタルカメラシステムの第一のカメラボディに適用される撮像ユニットの光学系の詳細を示す模式図である。
【図９】図１のデジタルカメラシステムの第一のカメラボディに適用される撮像ユニットの拡大縦断面図である。
【図１０】図１のデジタルカメラシステムの第二のカメラボディに適用される撮像ユニットの拡大縦断面図である。
【図１１】撮像光学系において撮像素子の前面に配置される光学フィルタの有無による結像位置の変化の状態を示す光路図である。
【図１２】撮像素子の画素ピッチ、または、撮像素子の画素数とそれに適応する光学ＬＰＦ（水晶とＬＮ素子の場合）の厚みの関係を示す線図である。
【符号の説明】
【０１４７】
５Ａ…第一の撮像素子
５Ａａ…光電変換面（撮像面）
５Ｂ…第二の撮像素子
５Ｂａ…光電変換面（撮像面）
６Ａ…保護ガラス（第一の光学素子）
６Ｂ…保護ガラス（第二の光学素子）
８Ａ…光学ＬＰＦ
（第一の光学ローパスフィルタ，第一の光学素子）
８Ａａ，８Ａｃ，８Ａｄ
…水晶板（第一の光学素子）
８Ａｂ…赤外線吸収ガラス（第一の光学素子）
８Ｂ…光学ＬＰＦ
（第二の光学ローパスフィルタ，第二の光学素子）
８Ｂａ，８Ｂｃ，８Ｂｄ
…水晶板（第二の光学素子）
８Ｂｂ…赤外線吸収ガラス（第二の光学素子）
１１Ａ…第一のカメラボディ
１１Ｂ…第二のカメラボディ
１２Ａ…レンズ鏡筒（第一のレンズ）
１２Ｂ…レンズ鏡筒（第二のレンズ）
２１Ａ…防塵フィルタ（第一の光学素子）
２１Ｂ…防塵フィルタ（第二の光学素子）
３２ａ…補償光学素子
（光路長補償用光学素子，第三の光学素子）
Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝
…第一の光学等価量
Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝
…第二の光学等価量
Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝
…第三の光学等価量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ交換が可能なデジタルカメラシステムおよび該デジタルカメラシステムに使用される中間アダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ交換可能なカメラシステムにおいては、交換レンズの取り付け面から像面までの距離（フランジバック）が規定されており、そのカメラに取り付け可能な交換レンズは、規定されたフランジバックに基づいて設計がなされている。したがって、フランジバックの長いカメラに適用するように設計された交換レンズをフランジバックの短い別のカメラに装着する場合は、中間アダプタ等を使用してフランジバックを調整する必要がある。この種の中間アダプタについては、特許文献１等に数多く提案されている。
【特許文献１】特許文献１は、特開２００５−７０７１１号公報である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来のデジタルカメラにおいては、撮影された画像の高周波成分の偽色等を軽減するために撮像素子の前面に複屈折特性をもつ水晶等で形成された光学ローパスフィルタ（以下、光学ＬＰＦと記載する）が配置されている。この光学ＬＰＦは、入射光束を複屈折しない常光と異常光（複屈折光）とに分離し、分離した複屈折光を撮像素子の隣り合う画素にそれぞれ入射させる。したがって、モアレの発生を防ぐためには光学ＬＰＦの厚みを画素ピッチに対応させて適切に設定しなければならない。
【０００４】
また、撮影レンズと撮像素子との間には、光学ＬＰＦの他にも防塵フィルタ、赤外線吸収ガラス、撮像素子を密閉状態で収納するための保護ガラス等の平板光学要素も設置されており、これらの光学要素のそれぞれは特有の光学特性（例えば、屈折率など）を有している。そのため、レンズ交換可能なデジタルカメラにおいては、交換レンズの取り付け面から像面までの機械的距離（フランジバック）だけでなく、複数の光学要素に起因する光学的距離（光路長）の変化をも考慮して交換レンズの設計をしなければ、デジタルカメラシステムとしての総合的な高画質を得ることはできない。このことは上述の中間アダプタについても同様である。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたような従来のフランジバック調整用アダプタは、フランジバックの調整のみに着目しており、特許文献１等には光路長を適合させるという思想は無かった。
【０００６】
本発明の目的は、レンズ交換可能なデジタルカメラシステムにおいて、長いフランジバックを持つカメラに適合する交換レンズを中間アダプタを介してフランジバックの短いカメラに装着して高画質の撮影を行なうことができるデジタルカメラシステム、または、上記中間アダプタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１記載のデジタルカメラシステムは、第一の撮像素子を含み、第一のフランジバックを有する第一のカメラボディと、上記第一のカメラボディに適合する第一のレンズと、上記第一のレンズと上記第一の撮像素子の間に配置された複数の光学要素からなる第一の光学素子と、第二の撮像素子を含み、上記第一のフランジバックよりも短い第二のフランジバックを有する第二のカメラボディと、上記第二のカメラボディに適合する第二のレンズと、上記第二のレンズと上記第二の撮像素子の間に配置された複数の光学要素からなる第二の光学素子と、上記第一のレンズを着脱するためのレンズ着脱部を一端に持ち、上記第二のボディを着脱するためのレンズ着脱部を他端にもつ中間アダプタとを具備したデジタルカメラシステムにおいて、上記中間アダプタには第三の光学素子が設けられており、上記第一、二の光学素子の各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数i およびj で付番し、上記第一の光学素子の各光学要素の屈折率をｎi とし、厚さをｔi とし、上記第二の光学素子の各光学要素の屈折率をｎj とし、厚さをｔj としたとき、第一の光学要素の第一の光学等価量Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝は、第二の光学要素の第二の光学等価量Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝より大きく、さらに、上記第三の光学素子の各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数k で付番したとき、上記第三の光学素子の各光学要素の屈折率をｎk とし、厚さをｔk としたとき、上記第三の光学要素の第三の光学等価量Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝と上記第二の光学等価量Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝との和Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝＋Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝は、上記第一の光学等価量Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝と略等しい。
【０００８】
本発明の請求項２記載のデジタルカメラシステムは、請求項１記載のデジタルカメラシステムにおいて、上記第一、第二、および、第三の光学素子は、防塵ガラス、光学ローパスフィルタを構成する光学結晶からなる板、赤外線吸収ガラス、または、上記撮像素子を保護するための保護ガラスを含む。
【０００９】
本発明の請求項３記載のデジタルカメラシステムは、請求項１に記載のデジタルカメラシステムにおいて、上記第一の撮像素子の画素ピッチは、上記第二の撮像素子の画素ピッチよりも大きい。
【００１０】
本発明の請求項４記載のデジタルカメラシステムは、請求項１に記載のデジタルカメラシステムにおいて、上記第一の光学素子は、第一の光学ローパスフイルターを含み、その厚さは、上記第二の光学素子に含まれる第二の光学ローパスフィルタの厚さより厚い。
【００１１】
本発明の請求項５記載のデジタルカメラシステムは、請求項１に記載のデジタルカメラシステムにおいて、上記第一のレンズにおいて、上記第一の撮像素子の対角に入射される主光線のレンズの光軸となす最大角は、上記第二のレンズにおいて、上記第二の撮像素子の対角に入射される主光線のレンズの光軸となす最大角よりも小さい。
【００１２】
本発明の請求項６記載のデジタルカメラシステムは、請求項１記載のデジタルカメラシステムにおいて、上記第二のレンズは、上記第一のカメラボディに取り付かないように構成される。
【００１３】
本発明の請求項７記載の中間アダプタは、撮影光路内に第一の光学素子を配置した第一のカメボディに適合する撮影レンズを撮影光路内に上記第一の光学素子とは光学特性の異なる第二の光学素子が配置された第二のカメラボディに適合させるための中間アダプタにおいて、上記第一のカメラボディの上記撮影レンズの取り付け面から撮像面までの光学的距離と、上記中間アダプタを上記第二のカメラボディに装着した状態における上記撮影レンズの取り付け面から上記第二のカメラボディの撮像面までの光学的距離とを一致させるために、光路長補償用光学素子を設ける。
【００１４】
本発明の請求項８記載の中間アダプタは、請求項７に記載の中間アダプタにおいて、上記光路長補償用光学素子は、光学的パワーを有していない。
【００１５】
本発明の請求項９記載のデジタルカメラシステムは、撮影光路内に第一の光学素子を配置した第一のカメラボディと、上記第一のカメボディに適合する撮影レンズと、撮影光路内に上記第一の光学素子とは光学特性の異なる第二の光学素子を配置した第二のカメラボディと、上記撮影レンズを上記第二のカメラボディに適合させるための中間アダプタとを具備するデジタルカメラシステムにおいて、上記中間アダプタは、上記第一のカメラボディのレンズ取り付け面から撮像面までの光学的距離と、上記中間アダプタを上記第二のカメラボディに装着した状態での上記中間アダプタのレンズ取り付け面から上記第二のカメラボディの撮像面までの光学的距離とを一致させるための、光路長補慣用光学素子を有している。
【００１６】
本発明の請求項１０記載のデジタルカメラシステムは、撮影光路内に第一の光学素子を配置した第一のカメラボディと、上記第一のカメラボディに適合する撮影レンズと、撮影光路内に上記第一の光学素子とは光学特性の異なる第二の光学素子を配置した第二のカメラボディと、上記撮影レンズを上記第二のカメラボディに装着するための中間アダプタと、上記第二のカメラボディに上記中間アダプタを介して上記撮影レンズを装着した状態において、上記撮影レンズの後端部から上記第二のカメラボディの前端部の間に配置される光路長補償用光学素子とを有している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フランジバックの異なる第一，二のカメラボディおよび該カメラボディに装着可能な第一，二のレンズと、中間アダプタとからなるデジタルカメラシステムにおいて、フランジバックの短い上記第二のカメラボディをより小型軽量に構成することができ、さらに、上記第一のレンズを上記中間アダプタを介して上記第二のカメラボディに装着可能であり、かつ、該装着状態でも高画質の撮像を行なうことができるデジタルカメラシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態の説明に先立ってレンズ交換可能なデジタルカメラシステムにおいて、撮像素子の画素ピッチ、光学ＬＰＦの材質（光学特性）に応じて、光学ＬＰＦの厚みがどのように決定されるかを説明する。
【００１９】
カメラボディに対してレンズ（すなわち、レンズ鏡筒）交換可能な従来の一眼レフタイプのデジタルカメラは、複数種類存在し、それぞれ撮像素子の画素数が異なる。すなわち、画素ピッチが異なる撮像素子が組み込まれており、さらに、複数種類のそれぞれが同一仕様の交換レンズが装着可能となっている。
【００２０】
上記一眼レフタイプデジタルカメラのカメラボディにおいては、上述したように画素ピッチが異なる撮像素子の前面には、上記画素ピッチに対応した厚みを有した光学ＬＰＦが配置される。
【００２１】
また、上述したように撮像素子の画素ピッチに対応して光学ＬＰＦの厚みを設定する理由としては、上記光学ＬＰＦを透過した光束は、複屈折しない常光と異常光（複屈折光）に分離される。一方、上記モアレ発生を防止するためには、撮像素子の隣り合う画素に上記分離された光束をそれぞれ入射させなければならない。そのために光学ＬＰＦの厚みを画素ピッチに対応させて変化させる必要がある。
【００２２】
ところが、撮像素子の前面に厚みの異なる光学ＬＰＦを配置すると、その結像位置が変化することになる。図１１は、撮像光学系において、撮像素子の前面に配置される光学ＬＰＦの有無による結像位置の変化の状態を示す光路図である。また、交換レンズと撮像素子との間には、防塵フィルタ、赤外線吸収ガラス、撮像素子をパッケージに密閉状態で収納するための保護ガラス等の平板光学要素が設置され、該平板光学要素によっても同様に結像位置が変化する。
【００２３】
図１１に示すように撮像素子の撮像面１０３の前方に光学ＬＰＦ１０２がない場合には、レンズ１０１を通過した中央光束は、撮像面１０３上の点Ｐ1 に結像する。また、レンズ１０１を通過した周辺光束は、撮像面１０３上の点Ｐ2 に結像する。しかし、撮像素子の撮像面１０３の前方に光学ＬＰＦ１０２が配されている場合には、レンズ１０１を通過した中央光束は、撮像面１０３の後方の点Ｐ1 ′に結像する。
【００２４】
デジタルカメラの撮影光学系においては、通常、撮影画面の中央部に到達する光束（図１１の点Ｐ1 ′に結像）と、周辺部に到達する光束（図１１の点Ｐ2 ′に結像）との光路長に差が生じ、像面湾曲収差が生じる。この撮影画面の中心部と周辺部の光路長の差βの補正は、特定の光学要素からなる光学素子に対して、撮影光学系に像面湾曲等の収差を打ち消す光学特性を持たせることによって、結果的に像面湾曲収差、球面収差、非点収差等の収差を補正し、撮像素子上に結像させることができる。
【００２５】
しかしながら、この収差補正の考え方をレンズ交換式のデジタルカメラに適用した場合には、以下のような問題が生じる。すなわち、第一の光学素子を具備する第一のカメラボディと、これに適合するように設計された交換レンズとを含むレンズ交換式のデジタルカメラシステムにおいて、上記交換レンズを第二の光学素子を具備する第二のカメラボディに装着する場合に、上記第一と第二の光学素子を構成する各光学要素の屈折率、厚みが異なっていたり、特定の光学要素が無いことにより、それぞれのカメラボディの光学光路長が異なることになり、適正な像面湾曲収差等の光学収差の補正ができないという問題が生じる。より具体的には、第一と第二のカメラボディに画素ピッチの異なる撮像素子が搭載されている場合、それぞれの光学ＬＰＦの厚さをその画素ピッチに適合するように設定することが必要であり、上述した問題が生じる。
【００２６】
一方、上記従来のレンズ交換タイプのデジタルカメラにおいては、例えば、光学ＬＰＦとして水晶に代えてその厚みが極めて薄く、水晶に比べると大きな複屈折性をもつＬＮ（ＬｉＮｂＯ３，ニオブ酸リチウム）素子が適用されている。また、画素ピッチが殆ど変らないように撮像素子の大きさを変更することで画素数を変えたりしている。上記ＬＮ素子を適用した場合、複屈折性が大きいので、厚みを薄くできることから光束の光路長が殆ど変化せず、画素ピッチの異なるデジタルカメラのボディ間においても交換レンズの交換が可能となる。
【００２７】
図１２は、撮像素子の画素ピッチ（または、撮像素子の画素数）とそれに適応する光学ＬＰＦ（水晶とＬＮ素子の場合）の厚みの関係を示す線図である。図１２に示すように画素ピッチＰが狭くなると適応する光学ＬＰＦの厚みも薄くなっている。また、同一画素ピッチＰに適応するＬＮ素子の厚みは、水晶に対しておよそ１／５〜１／６になっている。
【００２８】
上述した内容を踏まえて、以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
まず、本発明の第一の実施形態のデジタルカメラシステムの構成の概要を図１〜３を用いて説明する。
図１（Ａ），（Ｂ）および図２は、本発明の第一の実施形態のデジタルカメラシステムを構成するカメラボディおよび交換レンズの組み合わせ状態と、内蔵される光学部材および撮像素子の配置を示す断面図であり、図１（Ａ）は、基準カメラボディ（第一のカメラボディ）と第一のレンズとの組み合わせ状態を示し、図１（Ｂ）は、非基準カメラボディ（第二のカメラボディ）と第二のレンズとの組み合わせ状態を示している。図２は、第一のレンズと第一のカメラボディとを中間アダプタを介して装着した状態の断面図である。図３（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態のデジタルカメラシステムにおけるレンズのマウント部をカメラボディ側から見た状態と、装着されるカメラボディのマウント部（二点鎖線）を合わせて示しており、図３（Ａ）は、第一のレンズのマウント部を示し、図３（Ｂ）は、第二のレンズのマウント部を示す。
【００２９】
本実施形態のデジタルカメラシステムは、上述したように図１（Ａ），（Ｂ）に示すデジタルカメラ１とデジタルカメラ２と、図２に示すデジタルカメラ３０からなる。
【００３０】
デジタルカメラ１は、基準カメラボディである第一のカメラボディ１１Ａと、該カメラボディ１Ａに着脱可能な第一のレンズとしての交換レンズ鏡筒（以下、レンズ鏡筒と記載する）１２Ａとからなる。
【００３１】
デジタルカメラ２は、マウント面から撮像素子の撮像面までの機械的距離、すなわち、フランジバックが第一のカメラボディ１１Ａのフランジバックよりも短い非基準カメラボディである第二のカメラボディ１１Ｂと、該カメラボディ１１Ｂに着脱可能なバックフオーカスの短い第二のレンズとしての交換レンズ鏡筒（以下、レンズ鏡筒と記載する）１２Ｂとからなる。
【００３２】
デジタルカメラ３０は、第二のカメラボディ１１Ｂと該カメラボディ１１Ｂに中間アダプタ３１を介して装着されるレンズ鏡筒１２Ａとからなる。
【００３３】
図３（Ａ）に示すように第一のカメラボディ１１Ａのボディ側マウント部３Ａには、３つのボディ側マウント爪３Ａｂと切り欠き部３Ａｃが設けられている。また、レンズ鏡筒１２Ａのレンズ側マウント部４Ａには、３つのレンズ側マウント爪４Ａｂが設けられている。
【００３４】
レンズ鏡筒１２Ａを第一のカメラボディ１１Ａに装着する場合は、レンズ側マウント爪４Ａｂを第一のカメラボディのボディ側マウント部３Ａの切り欠き部３Ａｃ（図３（Ａ）中では２点鎖線で示す）に光軸Ｏ方向に差し込む。その後、レンズ鏡筒１２Ａを第一のカメラボディ１１Ａの光軸Ｏ周りに回転させ、レンズ側マウント爪４Ａｂをボディ側マウント爪３Ａｂ（図中では点線で示す）に係合させて装着状態とする。そのレンズ鏡筒装着状態にて、第一のカメラボディ１１Ａのマウント部３Ａの前面のレンズ取り付け面であるマウント面３Ａａは、レンズ鏡筒１２Ａのマウント部３Ａのマウント面４Ａａと当接し、密着して両者の光軸方向の相対位置が規定される。なお、第一のカメラボディ１１Ａの第一のフランジバックは、マウント面３Ａａと撮像素子５Ａの光電変換面（撮像面）５Ａａ間の距離である。
【００３５】
図３（Ｂ）に示すように第二のカメラボディ１１Ｂのマウント部３Ｂには、４つのボディ側マウント爪３Ｂｂと切り欠き部３Ｂｃが設けられている。また、レンズ鏡筒１２Ｂのレンズ側マウント部４Ｂには、４つのレンズ側マウント爪４Ｂｂが設けられている。そして、第二のカメラボディ１１Ｂのマウント径は、第一のカメラボディ１１Ａのマウント径より小さい。
【００３６】
レンズ鏡筒１２Ｂを第二のカメラボディ１１Ｂに装着する場合は、レンズ側マウント爪４Ｂｂを第二のカメラボディのボディ側マウント部３Ｂの切り欠き部３Ｂｃ（図３（Ｂ）中では２点鎖線で示す）に光軸Ｏ方向に差し込む。その後、レンズ鏡筒１２Ｂを第二のカメラボディ１１Ｂの光軸Ｏ周りに回転させ、レンズ側マウント爪４Ｂｂをボディ側マウント爪３Ｂｂ（図３（Ｂ）中では点線で示す）に係合させる。
【００３７】
上記レンズ鏡筒装着状態にて、第二のカメラボディ１１Ｂのマウント部３Ｂの前面のレンズ取り付け面であるマウント面３Ｂａは、レンズ鏡筒１２Ｂのマウント部３Ｂのマウント面４Ｂａと当接し、密着して、両者の光軸方向の相対位置が規定される。なお、第二のカメラボディ１１Ｂの第二のフランジバックは、マウント面３Ｂａと撮像素子５Ｂの光電変換面（撮像面）５Ｂａ間の距離となり、第一のカメラボディ１１Ａの第一のフランジバックより短い。
【００３８】
上述したようにレンズ鏡筒１２Ａとレンズ鏡筒１２Ｂとは、そのマウント径が異なり、かつ、係合爪の数も異なっているので、レンズ鏡筒１２Ａを第二のカメラボディ１１Ｂに直接装着したり、レンズ鏡筒１２Ｂを第一のカメラボディ１１Ａに装着することはできない。
【００３９】
レンズ鏡筒１２Ａが着脱可能な第一のカメラボディ１１Ａには、図１（Ａ）に示すように保護ガラス６Ａを有するＣＣＤ（または、ＣＭＯＳ型撮像素子）等からなる第一の撮像素子としての撮像素子５Ａと、撮像素子前面に配置される赤外線吸収ガラス８Ａｂを含む第一の光学ローパスフィルタである光学ＬＰＦ８Ａと、上記撮像素子および光学ＬＰＦをホコリから保護する防塵フィルタ２１Ａが内蔵され、前述したようにレンズ側マウント面４Ａａと当接可能なボディ側マウント面３Ａａをもつボディ側マウント部３Ａを有している。なお、第一のカメラボディ１１Ａに内蔵される防塵フィルタ２１Ａ，光学ＬＰＦ８Ａ，保護ガラス６Ａは、第一の光学素子を構成する。
【００４０】
撮像素子５Ａは、例えば、４／３型の撮像素子であって第一の画素ピッチである所定の基準画素ピッチδ0 （対応する基準画素数は、Ｓ0 ）を有しており、撮像素子５Ａの結像面である光電変換面５Ａａ上に結像した被写体像は、電気的撮像信号に変換される。
【００４１】
光学ＬＰＦ８Ａは、モアレ発生を防止するために撮像素子５Ａの基準画素ピッチδ0 に対応するように光線を分離する所定の厚みをもち、所定の方向に複屈折特性を有する水晶板８Ａａ、８Ａｃ、８Ａｄで形成され、さらに、赤外線吸収ガラス８Ａｂを含んでいる。
【００４２】
基準画素ピッチδ0 =７μm とした場合、正方４点分離（入射した光線が画素ピッチを１辺とする正方形の角を通る４点に分離する）の光学ＬＰＦ８Ａを形成するには、各水晶板のうち、水晶板８Ａａは、厚さｔ2 ＝０．８４mmで回転角＝４５°となり、水晶板８Ａｃは、厚さｔ4 ＝０．８４mmで回転角＝−４５°となり、水晶板８Ａｄは、厚さｔ5 ＝１．１９mmで回転角＝０°となる。このとき、水晶の屈折率はｎ2 ，4 ，5 ＝１．５４４である。この光学ＬＰＦ８Ａの水晶板総厚さは、２．８７mmである。
【００４３】
赤外線吸収ガラス８Ａｂは燐酸ガラスあるいは弗燐酸ガラスで形成され、屈折率ｎ3 ＝１．５４２で厚さｔ3 ＝０．５mmとする。また、防塵フィルタ２１Ａは、材質や厚さに制限はないが、ここでは厚さｔ1 =１mmでｎ1 ＝１．５２の光学ガラスである。さらに、保護ガラス６Ａは、厚さｔ6 ＝０．６mmでｎ6 ＝１．５２の光学ガラスである。
【００４４】
光学ＬＰＦ８Ａは、ボディ側マウント部３Ａと撮像素子５Ａとの間に配置されるが、その厚さは、後述する第二のカメラボディ１１Ｂの光学ＬＰＦ８Ｂ、および、同じレンズ鏡筒１２Ａが着脱可能な他の非基準のカメラボディに適用される光学ＬＰＦに比較しても最も厚い厚みを有する。
【００４５】
このレンズ鏡筒１２Ａは、複数の撮影レンズ群からなる撮影光学系１２Ａａを内蔵し、上述したように第一のカメラボディ１１Ａに直接的に取り付けが可能である。さらに、第二のカメラボディ１１Ｂに後述する中間アダプタ３１（図２）を介した状態で着脱可能である。このレンズ鏡筒１２Ａは、例えば、焦点距離が異なる交換レンズやズームレンズやマクロレンズ等の複数の交換レンズのいずれかが相当する。
【００４６】
レンズ鏡筒１２Ａの撮影光学系１２Ａａを第一のカメラボディ１１Ａに装着した状態にて、取り込まれた被写体光束は、防塵フィルタ２１Ａ、および、光学ＬＰＦ８Ａを透過して、撮像素子５Ａの光電変換面５Ａａ上に結像するが、上述した光学ＬＰＦ８Ａ等の屈折率と厚みにより実効光路長が変化した状態で像面湾曲収差、球面収差、非点収差等が生じることなく光電変換面５Ａａ上に結像するように設計製作されている。すなわち、図１１に示した中心光束による結像点Ｐ1 ′と周辺光束による結像点Ｐ2 ′がともに撮像素子５Ａの光電変換面５Ａａ上に位置する収差のない状態が得られるようにしている。
【００４７】
一方、レンズ鏡筒１２Ｂが着脱可能な第二のカメラボディ１１Ｂには、図１（Ｂ）に示すように保護ガラス６Ｂを有するＣＣＤ（ＭＯＳ型撮像素子）等からなる第二の撮像素子としての撮像素子５Ｂと、撮像素子前面に配置される赤外線吸収ガラス８Ｂｂを含む第二の光学ローパスフィルタである光学ＬＰＦ８Ｂと、撮像素子および光学ＬＰＦをホコリから保護する防塵フィルタ２１Ｂが内蔵される。また、前述したようにレンズ側マウント面４Ｂａと係合可能なボディ側マウント面３Ｂａを備えたボディ側マウント部３Ｂを有している。なお、第二のカメラボディ１１Ｂに内蔵される防塵フィルタ２１Ｂ，光学ＬＰＦ８Ｂ，保護ガラス６Ｂは、第二の光学素子を構成する。
【００４８】
撮像素子５Ｂは、基準撮像素子５Ａと同様の４／３型の撮像素子であるが、基準画素ピッチδ0 より小さな値の第二の画素ピッチである画素ピッチδ1 を有している。この撮像素子５Ｂの結像面である光電変換面５Ｂａ上に結像した被写体像は、同様に電気的撮像信号に変換される。
【００４９】
光学ＬＰＦ８Ｂは、撮像素子５Ｂの画素ピッチδ1 に対応しており、光学ＬＰＦ８Ａと同じ構成の水晶板でこの光学ＬＰＦを形成した場合、光学ＬＰＦ８Ａとは厚さの異なるものとなる。
【００５０】
例えば、画素ピッチδ1 ＝5μm とした場合、正方４点分離（詳しくは、入射した光線が画素ピッチを１辺とする正方形の角を通る４点に分離すること）の光学ＬＰＦ８Ｂを光学ＬＰＦ８Ａと同じ構成で形成するには、各水晶板のうち、水晶板８Ｂａは、厚さｔ2 ＝０．６０mmで回転角４５°となり、水晶板８Ｂｃは、厚さｔ4 ＝０．６０mmで回転角−４５°となり、水晶板８Ｂｄは、厚さｔ5 ＝０．８５mmで回転角０°となる。基準画素ピッチδ0 ＝7μm の場合に対して、上述した光学ＬＰＦ８Ｂの各水晶板総厚さ２．０５mmであり、０．８２mmほど薄くなる。上記水晶の屈折率はｎ2 ，4 ，5 ＝１．５４４である。
【００５１】
赤外線吸収ガラス８Ｂｂは、燐酸ガラスあるいは弗燐酸ガラスであって、屈折率ｎ3 ＝１．５４２で厚さｔ3 ＝０．５mmである。また、防塵フィルタ２１Ｂは、材質や厚さに制限はないが、ここでは厚さｔ1 ＝１mmでｎ1 ＝１．５２の光学ガラスとする。さらに、保護ガラス６Ｂは厚さｔ6 ＝０．６mmでｎ6 ＝１．５２の光学ガラスであり、これらの光学要素の仕様は、第一カメラボディ１１Ａに内蔵される赤外線吸収ガラス８Ａｂ，防塵フィルタ２１Ａ，保護ガラス６Ａと同一である。
【００５２】
被写体光束は、光学ＬＰＦ８Ｂ等の屈折率と厚みにより実効光路長が変化した状態で像面湾曲収差、球面収差、非点収差等が生じることなく、光電変換面５Ｂａ上に結像するように設計製作されている。
【００５３】
上述した状態では水晶板の厚さが異なることにより、レンズ鏡筒１２Ｂと撮像素子５Ｂの間に配置された光学素子の光学光路長が第一のカメラボディの１１Ａの光学素子の光学光路長よりも短くなる。
【００５４】
従って、第二のカメラボディ１１Ｂは、光軸方向の厚さを薄くすることが可能であり、また、交換レンズからの光線は撮像素子の近くになればなるほど光軸からの距離は小さくなるので、光軸に直交する方向にもカメラボディ外形を小さくすることができる。
【００５５】
―方、レンズ鏡筒１２Ｂは、第二のカメラボディ側のマウント面３Ｂａに当接可能なレンズ側マウント面４Ｂａが設けられたレンズ側マウント部４Ｂを有しており、複数の撮影レンズ群からなる撮影光学系１２Ｂａを内蔵する。このレンズ鏡筒１２Ｂは、レンズ鏡筒１２Ａに比較してバックフオーカスが短い、言い換えると、レンズ鏡筒１２Ａにおける撮像素子５Ａの対角に入射される主光線の光軸Ｏとなす最大角に比較して、このレンズ鏡筒１２Ｂにおける撮像素子５Ｂの対角に入射される主光線の光軸Ｏとなす最大角が大きく、交換レンズ自体も光軸方向に短くなる。また、光線は焦点面に近いほど広がりは小さくなるのでレンズの径も小さくなり、小型の交換レンズにすることが可能となる。
【００５６】
なお、このレンズ鏡筒１２Ｂは、バックフオーカスが短いために第一のカメラボディ１１Ａに装着可能なようにマウントを構成すると、撮影レンズが第一のカメラボディ１１Ａの構成部材（例えば、ＴＴＬ光学ファインダ用のクイックリターンミラー）に干渉してしまい問題が生じる。そこで、本実施形態では前述したようにデジタルカメラ１とデジタルカメラ２のマウントは異なる構成として直接装着できないようにしている（図３（Ａ），（Ｂ）参照）。また、レンズ鏡筒１２Ｂの光学収差は、第二のカメラボディ１１Ｂの光学素子の厚みに合わせて小さくなるように設計されており、後述するように第二のカメラボディ１１Ｂに中間アダプタ３１を介してレンズ鏡筒１２Ａを装着してときもその光学収差は、最も小さく抑えられる。
【００５７】
上述したデジタルカメラ３０は、第二のカメラボディ１１Ｂと、第二のカメラボディ１１Ｂに中間アダプタ３１を介して装着される第一のレンズであるレンズ鏡筒１２Ａとで構成される（図２）。
【００５８】
中間アダプタ３１は、一端のレンズ側に設けられるレンズ着脱部である前マウント部３３と、他端のカメラボディ側に設けられるレンズ着脱部である後マウント部３４と、該前、後マウント部に挟持して固定される中間筒３２とからなる。
【００５９】
中間筒３２にはその内部に第三の光学素子（光路長補償用光学素子）である補正光学素子３２ａが配されている。この補正光学素子３２ａは、光学的パワーを有していないガラス板からなる。
【００６０】
そして、補正光学素子３２ａと、第二のカメラボディ１１Ｂ内蔵の上記光学ＬＰＦ８Ｂ他からなる第二の光学素子を合わせた状態は、第一のカメラボディ１１Ａ内蔵の上記光学ＬＰＦ８Ａ他からなる第一光学素子に対して光学的に等価（言い換えると、光学等価量を等しくする）な状態となる。詳しくは、後で説明する。
【００６１】
前マウント部３３は、第一のカメラボディ１２Ａのマウント部３Ａと同一形状を有しており、レンズ鏡筒１２Ａのマウント部４Ｂと係合し、装着可能である。
【００６２】
後マウント部３４は、レンズ鏡筒１２Ｂのマウント部４Ｂと同一形状を有しており、第二のカメラボディ１１Ｂのマウント部３Ｂと係合し、装着が可能である。
【００６３】
第二のカメラボディ１１Ｂのマウント部３Ｂに中間アダプタ３１のマウント部３４を係合させ、かつ、レンズ鏡筒１２Ａのマウント部４Ａに中間アダプタ３１のマウント部３３を係合させることによって中間アダプタ３１を介してレンズ鏡筒１２Ａを第二のカメラボディ１１Ｂに装着することができる。
【００６４】
上記装着状態では、前マウント部３３のマウント面３３ａとレンズ鏡筒１２Ａのマウント面４Ａａとは、当接し、密着する。さらに、後マウント部３４のマウント面３４ａと第二のカメラボディ１１Ｂのマウント面３Ｂａとは、当接し、密着し、レンズ鏡筒１２Ａ，中間アダプタ３１，第二のカメラボディ１１Ｂの光軸Ｏ方向の相対位置が規定される。
【００６５】
中間アダプタ３１の前側マウント面３３ａと後側マウント面３４ａの離間距離は、本実施形態では、第一のカメラボディ１１Ａの上記フランジバックに対して第二のカメラボディ１１Ｂの上記フランジバックが不足する分を補足する距離とする。したがって、中間アダプタ３１を装着した状態での第二のカメラボディ１１Ｂの光学的なフランジバックは、第一のカメラボディ１１Ａのフランジバックと同一となる。
【００６６】
しかしながらレンズ鏡筒１２Ａに適合する上記第一の光学素子と第二のカメラボディ１１Ｂがもつレンズ鏡筒１２Ｂに適合した上記第二の光学素子とは、異なったものとなっているのでピントは合うようになったとしてもレンズ鏡筒１２Ａの光学的な収差を最小にすることはできない。そこで、本実施形態では、上述したように中間アダプタ３１の中間筒３２に補正光学素子３２ａを内蔵させ、その補正光学素子３２ａと第二の光学素子とを合わせることにより第一のカメラボディに設けられた光学素子と光学的に等価となるように構成している。
【００６７】
具体的に説明すると、前述したように第一のカメラボディ１１Ａ内蔵の光学ＬＰＦ８Ａの水晶板総厚さ（赤外線吸収ガラスを除く水晶板のみ）は、２．８７mmであり、第二のカメラボディ１１Ｂ内蔵の光学ＬＰＦ８Ｂの水晶板総厚さ（赤外線吸収ガラスを除く水晶板のみ）は、２．０５mmである。但し、水晶板以外の第一，第二の光学素子を構成する赤外線吸収ガラス８Ａｂと８Ｂｂ、防塵フィルタ２１Ａと２１Ｂ、および、保護ガラス６Ａと６Ｂは、それぞれ同一材質で同一の厚さを有している。
【００６８】
従って、第一の光学素子の総厚さに対して、第二の光学素子の総厚さに補正光学素子３２ａ厚みを加算した合計の厚さを等しくするには、光学ＬＰＦ８Ｂの水晶板総厚さに対して光学ＬＰＦ８Ｂの水晶板総厚さが不足する分の厚さを中間アダプタ３１側の補正光学素子３２ａの厚さとすればよく、その不足分の厚さは、０．８２mmとなる。しかしながら、厚さ０．８２の補正光学素子３２ａを中間アダプタ３１に適用したとしたとしてもまだ光学的な収差を最小にすることはできない。
【００６９】
そこで、本実施形態においては、上記第一の光学素子に対して上記第二の光学素子および補正光学素子３２ａの光学等価量を等しくなるように設定することにより中間アダプタ３１を使用したときの光学的収差を最小にすることを実現している。
【００７０】
言い換えると、中間アダプタ３１に補慣用光学素子３２ａを配して、第一のカメラボディ１１Ａのマウント面（レンズ取り付け面）３Ａａから撮像面までの光学的距離と、中間アダプタ３１を上記第二のカメラボディ１１Ｂに装着した状態での中間アダプタ３１のマウント面（レンズ取り付け面）３３ａから第二のカメラボディ１１Ｂの撮像面までの光学的距離とを一致させることによってレンズ鏡筒１２Ａと第二のカメラボディ１１Ｂとの組み合わせであっても光学的収差を最小にすることができる。
【００７１】
上記光学等価量は、斜めの光線の倍率方向のずれも含めた光軸方向実効光路長の変化の等価量に相当し、Σ｛光学要素厚さ＋（１−光学要素屈折率）／光学要素屈折率｝で与えられ、この値を異なる構成の光学素子で等しく設定することによって当該双方のカメラにおいて撮像素子の光電変換面上にピントが合うようにし、かつ、収差も最小とすることができる。
【００７２】
第一のカメラボディ１１Ａ（撮像素子の基準画素ピッチδ0 ＝７μm の場合）にて、上記第一の光学素子を構成する各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数i と付番し、各光学要素の屈折率をｎi とし、厚さをｔi としたとき、前述した各光学要素からなる第一の光学素子の第一の光学等価量は、
Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝＝1.00×(1−1.52)／1.52
＋0.84×(1−1.544)／1.544＋0.5(1−1.542)／1.542
＋0.84×(1−1.544)／1.544＋1.19×(1−1.544)／1.544
＋0.6×(1−1.52)／1.52＝−1.734
となる。
【００７３】
第二のカメラボディ１１Ｂ（撮像素子の画素ピッチδ1 ＝５μm の場合）にて、上記第二の光学素子を構成する各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数j と付番し、各光学要素の屈折率をｎj とし、厚さをｔj としたとき、前述した各光学要素からなる第二の光学素子の第二の光学等価量は、上記第一の光学等価量より小さく、
Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝＝1.00×(1−1.52)／1.52
＋0.6×(1−1.544)／1.544＋0.5(1−1.542)／1.542
＋0.6×(1−1.544)／1.544＋0.85×(1−1.544)／1.544
＋0.6×(1−1.52)／1.52＝−1.445
となる。
【００７４】
そして、中間アダプタ３１内蔵の補正光学素子３２ａは、上記第一の光学等価量と第二の光学等価量の差分、
Σ{ｔi ×(１−ｎi )／ｎi }−Σ{ｔj ×(１−ｎj )／ｎj }
＝(−1.734)−(−1.445)＝−0.289
で与えられる第三の光学等価量を持った光学素子であればよいことになる。
【００７５】
例えば、屈折率n＝1.5のガラスで構成する場合は、厚さをｔhとすると、第三の光学等価量は、ｔh ×(1−1.5)／1.5であることから、厚さは、
ｔh＝−0.289×1.5／(1−1.5)＝0.867mm
となり、補正光学素子３２ａとして厚さｔh＝0.867mmの光学ガラス板を適用することにより第二の光学等価量と第三の光学等価量の和が第一の光学等価量と同等となり、上述した条件を満足できる。
【００７６】
本実施形態では補正光学素子３２ａは光学等価量の補正用として用いているが、赤外線カットフィルタとか可視光カットのフィルタの効果を持たせても良いし、光学ローパスフィルタの効果を持たせて本来とは異なる光学ローパスフィルタ効果を持たせる等の副次的な光学効果を持たせても勿論よい。これらの副次的効果を補正光学素子３２ａに持たせる場合は、中間アダプタに対して補正光学素子を着脱自在にしておくと使用者が上述した副次的な効果を自在に変更しながらデジタルカメラを用いることができる。
【００７７】
また、上述した補正光学素子３２ａ自体は、必ずしも中間アダプタ３１内に設ける必要はなく、レンズ鏡筒１２Ａを中間アダプタ３１を介して第二のカメラボディ１１Ｂに装着した状態において、レンズ鏡筒１２Ａの後端部から第二のカメラボディ１１Ｂの前端部の間に補正光学素子３２ａを挿入するようにしてもよく、例えば、レンズ鏡筒１２Ａの後端部や第二のカメラボディ１１Ｂの前端部に取り付けてもよい。
【００７８】
なお、上記第三の光学素子の補正光学素子が複数の光学要素で構成された場合、上記第三の光学等価量は、上記補正光学素子を構成する各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数k と付番し、各光学要素の屈折率をｎk とし、厚さをｔk としたとき、上記補正光学素子の第三の光学等価量は、Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝で与えられる。そして、第一の光学素子の第一の光学等価量Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝に対して、第二の光学素子の第二の光学等価量Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝と補正光学素子の第三の光学等価量Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝との和を略等しくとればよいことになる。
【００７９】
前述したように本実施形態の中間アダプタ３１における前側マウント面３３ａと後側マウント面３４ａの離間距離は、中間アダプタ３１を装着した状態での第二のカメラボディ１１Ｂ側のフランジバックは、第一のカメラボディ１１Ａのフランジと同一となるように設定した。しかし、上記離間距離に多少の過不足がある場合でも第一の光学等価量に対して上記第二の光学等価量と第三の光学等価量との和の値を上記離間距離の過不足を埋める値にすることにより、第二のカメラボディ１１Ｂに上記中間アダプタを介してレンズ鏡筒１２Ａを装着した状態でピントが合い、かつ、光学的収差の少ない被写体像を取り込めるようにすることが可能となる。
【００８０】
図４（Ａ），（Ｂ）は、厚さと屈折率が異なる２種類の光学要素に対して光線が入射角X0 で入射した時の斜入射による光線ズレ量△Ｈi 、ΔＨj を示す図であって、図４（Ａ）は、厚さｔi ，屈折率ｎi を有する一方の光学要素（第一の光学素子側）に対する光線ズレ量△Ｈi を示す。図４（Ｂ）は、異なる厚さｔj ，屈折率ｎj を有する他方の光学要素（第二の光学素子側）に対する光線ズレ量ΔＨj を示す。なお、図中、Ｈi ，Ｈj は、入射光線の延長位置までの高さを示し、Ｈi ′，Ｈj ′は、屈折光線の射出点までの高さを示し、光線ズレ量△Ｈi ，ΔＨj は、Ｈi ，Ｈj とＨi ′，Ｈj ′との差で与えられる。
【００８１】
撮影レンズの倍率方向の収差を考えるときは、上記光線ズレ量△Ｈi ，ΔＨj が等しければ、収差は同じになる。すなわち、光線ズレ量比ΔＨj ／ΔＨi が１となればよいことになる。なお、上述した光学要素からなる光学素子に対する光学等価量は、それぞれの光学要素における光線ズレ量△Ｈi 、または、ΔＨj を加算した値に対応する。
【００８２】
図５は、屈折率の異なる光学要素に対して上記光学等価量を等しくした条件で、入射角X0 と光線ズレ量比ΔＨj ／ΔＨi との関係を示す線図である。 図中、光線ズレ量ΔＨi は、屈折率ｎi ＝１．５の光学要素を基準としたときの値を適用し、光線ズレ量ΔＨj は、屈折率ｎj が１．４、１．８、２、２．２、２．４と変化した光学要素についての値を示している。
【００８３】
図５に示すように一般的な光学素材（波長５８７．６nmの時の屈折率は１．４〜２）の場合、入射角が１５°以下であると光学ズレ量比は、略１（誤差は１％以下）となって光学収差に影響しないことがわかる。屈折率２．４の場合は、光学ローパスフィルターに使われる上記ＬＮ素子を素材に使用した場合に相当し、このＬＮ素子等の高屈折率の特殊素材を用いても光学ズレ量比を略１に近くすることができる。また、この線図では波長５８７．６nmの光に対する屈折率についで考えたが、他の波長、例えば、波長４８６．１nmから６２６．３nmの光についても上記と同様に光線ズレ量比が１に近くなるように光学素材を選択すると、色収差に関しても収差の変化を抑えることが可能となる。デシタルカメラの場合、被写体光は波長４２０nmから６５０nm付近が画像形成に支配的であるでこの波長範囲で光線ズレ量比を略１にすれば、色収差の画像に及ぼす影響を抑えることができる。
【００８４】
次に、本実施形態のデジタルカメラシステムにおけるデジタルカメラ１，２の内部構造について、図６〜１０を用いて説明する。
図６は、デジタルカメラ１および２において、カメラボディ１１Ａ，１１Ｂにそれぞれ交換レンズ鏡筒１２Ａ，１２Ｂを装着した状態におけるそれぞれの内部構造を合わせて示した斜視図（一部破断面とする）である。図７は、上記デジタルカメラ１および２の撮像ユニット１５Ａ，１５Ｂまわりのそれぞれの内部構造を合わせて示した斜視図（一部破断面とする）である。
【００８５】
デジタルカメラ１、または、２は、図６に示すようにそれぞれレンズ鏡筒１２Ａ、または、１２Ｂと、該レンズ鏡筒１２Ａが着脱可能である基準カメラボディである第一のカメラボディ１１Ａ、または、該レンズ鏡筒１２Ｂが着脱可能である非基準カメラボディである第二のカメラボディ１１Ｂとからなる。
【００８６】
第一のカメラボディ１１Ａと第二のカメラボディ１１Ｂとは、内蔵される撮像ユニットの撮像素子、および、光学ＬＰＦが異なり、さらに、フランジバックが異なるが、その他の構成は、同様である。
【００８７】
レンズ鏡筒１２Ａ、または、１２Ｂは、それぞれ複数のレンズからなる撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａやその駆動機構等を内部に保持して構成される。そして、この撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａは、それぞれ被写体からの光束を透過させることで当該被写光束により形成される被写体の像を所定の位置（図７の撮像素子５Ａ、または、５Ｂの光電変換面上）に像面湾曲収差等の各種の光学的な収差のない状態で結像せしめるように、例えば、複数の光学レンズ等によって構成される。つまり、撮像素子前面に配される光学ＬＰＦにて生じる像面湾曲収差もなくすように設計されたものである。
【００８８】
なお、ここでいう、収差のない状態とは、実使用上問題のないレベル以下の収差がある状態も含む。換言すれば、撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａは撮像素子前面に配される光学ＬＰＦなども考慮した上で、各種収差が最適となるように設計されている。
【００８９】
カメラボディ１１Ａ、または、１１Ｂは、それぞれ本体部１１Ａａ、または、１１Ｂａ内部に各種の構成部材等を備えて構成され、かつ、撮影光学系１２Ａａ，１２Ｂａを保持するレンズ鏡筒１２Ａ、または、１２Ｂを着脱自在となるようにボディ側マウント部３Ａ、または、３Ｂをその前面に備えて構成された、いわゆる「一眼レフレックス方式」のカメラボディである。つまり、カメラ本体部１１Ａａ，１１Ｂａの前面側の略中央部には、それぞれ被写体光束を当該カメラ本体部１１Ａａ，１１Ｂａの内部ヘと導き得る所定の口径を有する露光用開口が形成され、この露光用開口の周縁部にボディ側マウント部３Ａ、または、３Ｂが形成されている。
【００９０】
以下、第一，二のデジタルカメラのカメラボディ１１Ａ、または、１１Ｂの内部構成の詳細を説明する。
【００９１】
まず、カメラ本体部１１Ａａ，１１Ｂａの上面部や背面等の所定の位置にはカメラボディ１１Ａ、または、１１Ｂを動作させるための各種の操作部材、例えば、撮影動作を開始せしめるための指示信号等を発生させるためのレリーズボタン１７等が配設されている。
【００９２】
カメラ本体部１１Ａａ、または、１１Ｂａの内部には、それぞれ図６に示すように各種の構成部材、例えば、撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａにより取り込まれた所望の被写体像を撮像素子５Ａ、または、５Ｂ（図７）の光電変換面上とは異なる所定位置に形成させるために設けられ、所謂、観察光学系を成すファインダ装置１３と、撮像素子５Ａ、または、５Ｂの光電変換面への被写体光束の照射時間等を制御するシャッタ機構等を備えたシャッタ部１４と、撮影光学系１２Ａａ，１２Ｂａを透過した被写体光束に基づき被写体像信号を得る撮像素子を含む撮像ユニット１５Ａ（第一のカメラボディ用）あるいは１５Ｂ（第二のカメラボディ用）と、撮像素子５Ａ、または、５Ｂにより取得した画像信号に対して各種の信号処理を施す画像信号処理回路等の電気回路を成す各種の電気部材が実装された主回路基板１６Ａ（第一のカメラボディ用）、あるいは１６Ｂ（第二のカメラボディ用）を始めとする複数の回路基板等が、それぞれ所定位置に配設されている。また、撮像ユニット１５Ａ、１５Ｂの前面には撮像素子の光電変換面への塵埃等の付着を防止する防塵フィルタ２１Ａ、または、２１Ｂが配設されている。
【００９３】
ファインダ装置１３は、撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａを透過した被写体光束の光軸を折り曲げて観察光学系の側へと導くように構成された反射鏡１３ｂと、この反射鏡１３ｂから出射する光束を受けて正立正像を形成するペンタプリズム１３ａと、このペンタプリズム１３ａを介して、被写体像を拡大して観察する接眼レンズ１３ｃ等によって構成されている。
【００９４】
反射鏡１３ｂは、撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａの光軸から退避する位置と当該光軸上の所定の位置との間で移動自在に構成され、通常状態は、撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａの光軸上にて当該光軸に対して所定角度、例えば角度４５°に配置されている。これにより、撮影光学系１２Ａａ、または、１２Ｂａを透過した被写体光束は、当該カメラ１、または、２が通常状態にある際は、反射鏡１３ｂによってその光軸が折り曲げられて、当該反射鏡１３ｂの上方に配置されるペンタプリズム１３ａの側へと反射されるようになっている。
【００９５】
デジタルカメラ１、または、２の撮影時の露光動作中には、当該反射鏡１３ｂが撮影光学系１２Ａａ，１２Ｂａの光路から退避する所定位置に移動するようになっている。これによって被写体光束は、撮像素子側へと導かれ、その光電変換面を照射するようになっている。
【００９６】
シャッタ部１４は、例えば、フォーカルプレーン方式のシャッタ機構や、このシャッタ機構の動作を制御する駆動回路等、従来のカメラ等で一般的に利用されているものと同様のものが適用される。
【００９７】
第一のカメラボディ用の撮像ユニット１５Ａ、または、第二のカメラボディ用の撮像ユニット１５Ｂは、内蔵される撮像素子と光学ＬＰＦとが異なるのみで他の構成は略同一である。まず、第一のカメラボディ用である撮像ユニット１５Ａについて説明する。
【００９８】
撮像ユニット１５Ａは、図７に示すように撮影光学系１２Ａａを透過し自己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得るＣＣＤ等からなる撮像素子５Ａと、この撮像素子５Ａを固定支持する薄板状の部材からなる撮像素子固定板２８と、撮像素子５Ａの光電変換面の側に配設され、撮影光学系１２Ａａを透過して照射される被写体光束から高周波成分を取り除くべく形成される光学素子である光学ＬＰＦ８Ａと、この光学ＬＰＦ８Ａと撮像素子５Ａとの間の周縁部に配置され、略枠形状の弾性部材等によって形成されるローパスフィルタ受け部材２６と、撮像素子５Ａを収納し固定保持すると共に光学ＬＰＦ８Ａをその周縁部位乃至その近傍部位に密着して支持しかつ所定の部位を後述する防塵フィルタ受け部材２３に密に接触するように配設される撮像素子収納ケース部材２４（以下、ＣＣＤケース２４という）と、このＣＣＤケース２４の前面側に配置される防塵フィルタ２１Ａをその周縁部位乃至その近傍部位に密着して支持する防塵フィルタ受け部材２３と、この防塵フィルタ受け部材２３によって支持されて撮像素子５Ａの光電変換面の側であって光学ＬＰＦ８Ａの前面側において当該光学ＬＰＦ８Ａとの間に所定の間隔を持つ所定の位置に対向配置される防塵部材である防塵フィルタ２１Ａと、この防塵フィルタ２１Ａの周縁部に配設され当該防塵フィルタ２１Ａに対して所定の振動を与えることによって塵埃を除去させる圧電素子２２と、防塵フィルタ２１Ａを防塵フィルタ受け部材２３に対して気密的に接合させ固定保持する弾性体からなる押圧部材２０等によって構成されている。
【００９９】
撮像素子５Ａは、撮影光学系１２Ａａを透過した被写体光束を自己の光電変換面５Ａａ（図１（Ａ））で受けて光電変換処理を行なうことにより、当該光電変換面に形成される被写体像に対応した画像信号を取得するものであって、例えば、４／３型で第一の画素ピッチとしての基準画素ピッチδ0 が略７μm である電荷結合素子（Charge Coupled Device）等が適用される。
【０１００】
この撮像素子５Ａは、撮像素子固定板２８を介して主回路基板１６Ａ上の所定の位置に実装されている。この主回路基板１６Ａには、不図示の画像信号処理回路及びワークメモリ等が共に実装されており、撮像素子５Ａからの出力信号、即ち光電変換処理により得られた画像信号が画像信号処理回路等へと電送されるようになっている。撮像素子５Ａの光電変換面の前方には、保護ガラス６Ａ（図７）が配される。
【０１０１】
画像信号処理回路における信号処理としては、例えば、レンズ鏡筒１２Ａの撮影光学系１２Ａａにより撮像素子５Ａの光電変換面上に結像された像に対応する当該撮像素子５Ａの画像出力信号を記録に適合する形態の信号に変換する処理等の各種の信号処理である。このような信号処理は、電子的な画像信号を取り扱うように構成される一般的なデジタルカメラ等において通常になされる処理と同様である。
【０１０２】
撮像素子５Ａの前面側には、ローパスフィルタ受け部材２６を挟んで光学ＬＰＦ８Ａが配設されている。光学ＬＰＦ８Ａは、複屈折特性を有する光学素子の水晶で形成されており、後述するように撮像素子５Ａの画素ピッチδ0 （略７μm ）に対応する厚みｔs0を有している。なお、後述するように光学ＬＰＦ８Ａ内には、赤外線吸収ガラスが挿入されている。
【０１０３】
そして、光学ＬＰＦ８Ａを覆うようにＣＣＤケース２４が配設されている。このＣＣＤケース２４には、略中央部分に矩形状からなる開口が設けられており、この開口にその後方側から光学ＬＰＦ８Ａ及び撮像素子５Ａが配設されるようになっている。この開ロ後方側の内周縁部には、光学ＬＰＦ８Ａ前面が当接する略Ｌ字断面形状の段部２４ａが形成されている。
【０１０４】
上述したように、光学ＬＰＦ８Ａと撮像素子５Ａとの間には、弾性部材等からなるローパスフィルタ受け部材２６が配設されている。このローパスフィルタ受け部材２６は、撮像素子５Ａの前面側の周縁部においてその光電変換面の有効範囲を避ける位置に配設され、かつ光学ＬＰＦ８Ａの背面側の周縁部近傍に当接するようになっている。そして、光学ＬＰＦ８Ａと撮像素子５Ａとの間を略気密性が保持されるようにしている。これにより、光学ＬＰＦ８Ａには、ローパスフィルタ受け部材２６による光軸方向への弾性力が働くことになる。
【０１０５】
そこで、光学ＬＰＦ８Ａの前面側の周縁部を、ＣＣＤケース２４の段部２４ａに対して略気密的に接触させるように配置することで、当該光学ＬＰＦ８Ａをその光軸方向に変位させようとするローパスフィルタ受け部材２６による弾性力に抗して当該光学ＬＰＦ８Ａの光軸方向における位置を規制するようにしている。
【０１０６】
換言すれば、ＣＣＤケース２４の開口の内部に背面側より挿入された光学ＬＰＦ８Ａは、段部２４ａによって光軸方向における位置規制がなされている。これにより、当該光学ＬＰＦ８Ａは、ＣＣＤケース２４の内部から前面側へ向けて外部に抜け出ないようになっている。
【０１０７】
このようにして、ＣＣＤケース２４の開口の内部に背面側から光学ＬＰＦ８Ａが挿入された後、光学ＬＰＦ８Ａ背面側には、撮像素子５Ａ配設されるようになっている。光学ＬＰＦ８Ａ撮像素子５Ａの間には、周縁部においてローパスフィルタ受け部材２６が挟持されるようになっている。
【０１０８】
また、撮像素子５Ａは、上述したように撮像素子固定板２８を挟んで主回路基板１６Ａに実装されている。そして、撮像素子固定板２８は、ＣＣＤケース２４の背面側からネジ孔２４ｅに対してネジ２８ｂによってスペーサ２８ａを介して固定されている。また、撮像素子固定板２８には、主回路基板１６Ａがスペーサ１６ｃを介してネジ１６ｄによって固定されている。
【０１０９】
ＣＣＤケース２４の前面側には、防塵フィルタ受け部材２３がＣＣＤケース２４のネジ孔２４ｂに対してネジ２３ｂによって固定されている。ＣＣＤケース２４の周縁側であって前面側の所定の位置には、周溝２４ｄが略環状に形成されている。その一方で、防塵フィルタ受け部材２３の周縁側であって背面側の所定の位置には、ＣＣＤケース２４の周溝２４ｄに対応させた環状凸部２３ｄが全周にわたって略環状に形成されている。したがって、環状凸部２３ｄと周溝２４ｄとが嵌合することによりＣＣＤケース２４と防塵フィルタ受け部材２３とは、環状の領域、即ち周溝２４ｄと環状凸部２３ｄとが形成される領域において相互に略気密的に嵌合するようになっている。
【０１１０】
防塵フィルタ２１Ａは、ガラスで形成され、全体として円形乃至多角形の板状をなし、少なくとも自己の中心から放射方向に所定の広がりを持つ領域が透明部をなしており、この透明部が光学ＬＰＦ８Ａ前面側に所定の間隔を持って対向配置されているものである。
【０１１１】
また、防塵フィルタ２１Ａの一方の面の周縁部には、当該防塵フィルタ２１Ａに対して振動を与えるための所定の加振用部材であり電気機械変換素子等によって形成される圧電素子２２が一体となるように、例えば接着剤による貼着等の手段により配設されている。この圧電素子２２は、外部から所定の駆動電圧を印加することによって防塵フィルタ２１Ａに所定の振動を発生させることができるように構成されている。
【０１１２】
そして、防塵フィルタ２１Ａは、防塵フィルタ受け部材２３に対して気密的に接合するように板ばね等の弾性体からなる押圧部材２０によって固定保持されている。
【０１１３】
防塵フィルタ受け部材２３の略中央部近傍には、円形状又は多角形状からなる開口が設けられている。この開口は、撮影光学系１２Ａａを透過した被写体光束を通過させて、当該光束が後方に配置される撮像素子５Ａの光電変換面を照射するのに充分な大きさとなるように設定されている。
【０１１４】
この開口の周縁部は、前面側に突出する壁部２３ｅが略環状に形成されており、この壁部２３ｅの先端側には、さらに前面側に向けて突出するように受け部２３ｃが形成されている。
【０１１５】
一方、防塵フィルタ受け部材２３の前面側の外周縁部近傍には、所定の位置に複数（本実施形態では三箇所）の突状部２３ａが前面側に向けて突出するように形成されている。この突状部２３ａは、防塵フィルタ２１Ａを固定保持する押圧部材２０を固設するために形成される部位であって、当該押圧部材２０は、突状部２３ａの先端部に対してねじ２０ａ等の締結手段により固設されている。
【０１１６】
押圧部材２０は、上述したように板ばね等の弾性体によって形成される部材であって、その基端部が突状部２３ａに固定され、自由端部が防塵フィルタ２１Ａの外周縁部に当接することで、当該防塵フィルタ２１Ａを防塵フィルタ受け部材２３の側、即ち光軸方向に向けて押圧するようになっている。
【０１１７】
この場合、防塵フィルタ２１Ａの背面側の外周縁部に配設される圧電素子２２の所定の部位が、受け部２３ｃに当接することで、防塵フィルタ２１Ａ及び圧電素子２２の光軸方向における位置が規制されるようになっている。したがってこれにより、防塵フィルタ２１Ａは、圧電素子２２を介して防塵フィルタ受け部材２３に対して気密的に接合するように固定保持されている。
【０１１８】
換言すれば、防塵フィルタ受け部材２３は、押圧部材２０による付勢力によって防塵フィルタ２１Ａと圧電素子２２を介して気密的に接合するように構成されている。
【０１１９】
ところで、上述したように防塵フィルタ受け部材２３とＣＣＤケース２４とは、周溝２４ｄと環状凸部２３ｄとが相互に略気密的に嵌合するようになっているのと同時に、防塵フィルタ受け部材２３と防塵フィルタ２１Ａとは、押圧部材２０の付勢力により圧電素子２２を介して気密的に接合するようになっている。また、ＣＣＤケース２４に配設される光学ＬＰＦ８Ａは、光学ＬＰＦ８Ａの前面側の周縁部とＣＣＤケース２４の段部２４ａとの間で略気密的となるように配設されている。さらに、光学ＬＰＦ８Ａの背面側には、撮像素子５Ａがローパスフィルタ受け部材２６を介して配設されており、光学ＬＰＦ８Ａと撮像素子５Ａとの間においても、略気密性が保持されるようになっている。
【０１２０】
したがって、光学ＬＰＦ８Ａと防塵フィルタ２１Ａとが対向する間の空間には、所定の空隙部５１ａが形成されている。また、光学ＬＰＦ８Ａの周縁側、即ちＣＣＤケース２４と防塵フィルタ受け部材２３と防塵フィルタ２１Ａとによって、空間部５１ｂが形成されている。この空間部５１ｂは、光学ＬＰＦ８Ａの外側に張り出すようにして形成されている封止された空間である。
【０１２１】
また、この空間部５１ｂは、空隙部５１ａよりも広い空間となるように設定されている。そして、空隙部５１ａと空間部５１ｂとからなる空間は、上述した如くＣＣＤケース２４と防塵フィルタ受け部材２３と防塵フィルタ２１Ａと光学ＬＰＦ８Ａとによって略気密的に封止される封止空間５１となっている。
【０１２２】
図８は、第一のカメラボディ１１Ａにおける撮像ユニット１５Ａの光学系の詳細を示す模式図であり、図９は、撮像ユニット１５Ａの拡大縦断面図である。
【０１２３】
図８に示すように第一の光学素子として撮像素子５Ａの前面に保護ガラス６Ａが配置され、さらに、その前方に光学ＬＰＦ８Ａ、および、防塵フィルタ２１Ａが配されている。
【０１２４】
光学ＬＰＦ８Ａは、図１（Ａ）によってすでに説明したように前方側から複屈折方向（回転角）が−４５°の水晶板８Ａａと、赤外線吸収ガラス８Ａｂと、複屈折方向（回転角）が＋４５°の水晶板８Ａｃと、複屈折方向（回転角）が０°の水晶板８Ａｄとが重畳して構成される。
【０１２５】
水晶板８Ａａ，８Ａｃは、それぞれ図１２に示される撮像素子５Ａの画素ピッチδ0 （略７μm ）に対応する厚みを有している。水晶板８Ａｄは、水晶板８Ａａ、８Ａｂの厚さの√２倍の厚さを有している。従って、レンズ鏡筒１２Ａを介して入射した被写体光束が撮像素子５Ａの光電変換面５Ａａに結像したとき、モアレの発生が防止される。
【０１２６】
そして、水晶板８Ａａ，８Ａｃ，８Ａｄおよび赤外吸収ガラス８Ａｂは、それぞれガラスに近い屈折率を有し、水晶板および赤外吸収ガラス８Ａｂのトータルの厚みは、ｔs0である。そして、上記水晶板８Ａａ，８Ａｃ，８Ａｄと赤外吸収ガラス８Ａｂの屈折率と厚みｔs0に対応した実効光路長に基づく被写体光束の結像位置に撮像素子５Ａの光電変換面５Ａａが位置決めされている。従って、レンズ鏡筒１２Ａにより取り込まれた被写体光束は、像面湾曲収差のない状態で撮像素子５Ａの光電変換面５Ａａ上に正しく結像する。厳密には、上記実効光路長の変化に保護ガラス６Ａおよび防塵フィルタ２１Ａの厚みも寄与する。
【０１２７】
なお、第一のカメラボディ１１Ａ用の保護ガラス６Ａおよび防塵フィルタ２１Ａの厚さは、前述したように第二のカメラボディ１１Ｂ用の保護ガラス６Ｂおよび防塵フィルタ２１Ｂ（図１（Ｂ））の厚さと同じものを用いているので、第一のカメラボディ１１Ａと第二のカメラボディ１１Ｂにおける保護ガラス６Ａと６Ｂおよび防塵フィルタ２１Ａと２１Ｂによる実効光路長の差はない。
【０１２８】
また、保護ガラス６Ａ，防塵フィルタ２１Ａの厚みおよび／または材質を第一のカメラボディ１１Ａ用と第二のカメラボディ１１Ｂ用とで変更する場合は、その変更に伴う実効光路長の変化を補償するように補償光学素子の厚さ、あるいは、材質を変化させて像面湾曲収差、球面収差、非点収差等の光学収差の補正を行う必要がある。
【０１２９】
一方、第二のカメラボディ１１Ｂは、上述した第一のカメラボディ１１Ａの撮像ユニット１５Ａの撮像素子５Ａと光学ＬＰＦ８Ａに代えて撮像ユニット１５Ｂの撮像素子５Ｂと光学ＬＰＦ８Ｂを内蔵している。第二のカメラボディ１１Ｂの他の構成は、上述した第一のカメラボディ１１Ａのものと同一であり、以下、異なる部分について説明する。図１０は、第二のカメラボディ１１Ｂにおける撮像ユニット１５Ｂの拡大縦断面図である。
【０１３０】
第二のカメラボディ１１Ｂに内蔵される撮像ユニット１５Ｂの撮像素子５Ｂは、サイズとしては撮像素子５Ａと同じ４／３型であるが基準画素ピッチδ0 （略７μm ）と異なる第二の画素ピッチである画素ピッチ、例えば、δ1 を有する。
【０１３１】
撮像素子５Ｂの前方に配される光学ＬＰＦ８Ｂは、図１（Ｂ）によりすでに説明したように水晶板８Ｂａと、赤外線吸収ガラス８Ｂｂと、水晶板８Ｂｃと、水晶板８Ｂｄとが重畳され、光学接着剤にて固着された光学素子部材である。水晶板８Ｂａ，８Ｂｃ，８Ｂｄは、撮像素子５Ｂの画素ピッチに対応して被写体光束を複屈折する厚みを有しており、この光学ＬＰＦ８Ｂとしての厚みは、ｔs1である。また、赤外線吸収ガラス８Ｂｂは、第一のカメラボディ１１Ａに適用した赤外線吸収ガラス８Ａｂと同一材質であって、同一の厚みと屈折率を有する。
【０１３２】
なお、上記水晶板は、撮像素子の画素ピッチによっては、後述するようにＬＮ素子に換えることも可能である。
【０１３３】
第２のカメラボディ１１Ｂの撮像素子５Ｂの画素ピッチδ１が基準画素ピッチδ０＝７μm より小さく、５μm である場合、すなわち、撮像素子５Ｂの画素数が撮像素子５Ａの画素数より多い場合には、第２のカメラボディ１１Ｂの光学ＬＰＦ８Ｂの厚みts1は、光学ＬＰＦ８Ａの厚みts0より薄くなる（図１２）。
【０１３４】
また、光学ＬＰＦ８Ｂの前面部および撮像素子５Ｂの前面部には、防塵フィルタ２１Ｂおよび保護ガラス６Ｂが配されるが、前述したようにそれぞれ第一のカメラボディ１１Ａにおける防塵フィルタ２１Ａおよび保護ガラス６Ａと同一厚みでかつ同一屈折率を有する。
【０１３５】
上述した撮像ユニット１５Ｂによれば、装着されたレンズ鏡筒１２Ｂを介して取り込まれた被写体光束は、撮像素子５Ｂの光電変換面５Ｂａ上に像面湾曲収差、球面収差、非点収差等のない状態で結像位置ずれもなく正しく結像する。
【０１３６】
本実施形態においては、基準の第一のカメラボディ１１Ａ側の撮像素子の基準画素ピッチδ0 を７μm としているが、この基準画素ピッチの設定方法について、以下に説明する。
【０１３７】
上述したように、光学ＬＰＦ（光学ローパスフィルタ）の厚さは、撮像素子の画素ピッチに応じて決定されるものであるが、同じ画素ピッチであっても光学ＬＰＦの材質によってその厚さが変わる。図１２に示すように第一の材質として、例えば、水晶を用いた場合と、第二の材質としてＬＮ素子を用いた場合とでは、その厚さが全く異なる。なお、図１２に示す画素数は、３／４型撮像素子の場合の例である。
【０１３８】
一方、カメラの小型化のためには、より薄い光学ＬＰＦを用いることが好ましいが、あまり薄い場合は、光学ＬＰＦの製造そのものが困難であったり、破損の虞があるため、好ましくない。ＬＮ素子の例をとると、現状では図１２に示すように画素ピッチが約７〜６μm よりも小さい撮像素子に対応じた光学ＬＰＦを構成する各ＬＮ素子の厚さは、０．１mm程度以下となってしまい、光学ＬＰＦの製造が困難となってしまう。
【０１３９】
そこで、第二の材質であるＬＮ素子にて形成可能な最小厚さに対応可能な画素ピッチ以上の画素ピッチを基準画素ピッチとして設定する。そして、この基準画素ピッチに応じた光学ＬＰＦを第一の材質である水晶で形成することにより、各種の画素ピッチのカメラボディに対しても最小限の光学ＬＰＦの厚さとすることができる。
【０１４０】
即ち、基準画素ピッチよりも小さい画素ピッチの撮像素子を有するカメラボディに対しては、図１２からわかるように、基準画素ピッチに対応する水晶で形成された光学ＬＰＦよりも薄い光学ＬＰＦを、基準画素ピッチに対応する光学ＬＰＦと同じ第一の材質である水晶で形成することができる。このように、基準画素ピッチに対応する光学ＬＰＦよりも光学ＬＰＦの厚さを薄くすることができるので、実効光路長の補償を行う補償光学素子によって補償することができる。
【０１４１】
また、デジタルカメラの撮像素子の画素数は、例えば、３００万画素、４００万画素、５００万画素というように段階的に設定されることが多い。従って、基準画素ピッチが第二の材質にて形成可能な最小厚さの光学ＬＰＦが対応可能な画素ピッチよりも若干小さくとも良い。即ち、基準カメラボディよりも低画素数の（画素ピッチの大きい）撮像素子の画素ピッチに対応する光学ＬＰＦが第二の材料にて形成可能であればよい。このようにして、基準画素ピッチを設定すれば、より光学ＬＰＦを薄くすることが出来る。
【０１４２】
また、上述のようにして設定された基準画素ピッチデータは、レンズ鏡筒（交換レンズ）設計、及び、このレンズ鏡筒をフランジバックの短いカメラボディ１１Ｂに装着する際に使用される中間アダプタ３１の設計基準となる。
【０１４３】
以上、説明したように本実施形態のデジタルカメラシステムによれば、フランジバックの長い第一のカメラボディ１１Ａおよび該カメラボディに装着可能な第一のレンズ鏡筒１２Ａと、フランジバックの短い第二のカメラボディ１１Ｂおよび該カメラボディに装着可能な第二のレンズ鏡筒１２Ｂと、中間アダプタ３１とからなるデジタルカメラシステムにおいて、第二のカメラボディ１１Ｂをより小型軽量に構成することができ、さらに、レンズ鏡筒１２Ａを中間アダプタ３１を介して第二のカメラボディ１１Ｂに装着可能であり、該装着状態でも高画質の撮像を行なうことができる。
【０１４４】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形例を実施可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明によるデジタルカメラシステムは、フランジバックの異なる第一，二のカメラボディおよび該カメラボディにそれぞれ装着可能な第一，二のレンズと、中間アダプタとからなるデジタルカメラシステムにおいて、フランジバックの短い上記第二のカメラボディをより小型軽量に構成することができ、さらに、上記第一のレンズを上記中間アダプタを介して上記第二のカメラボディに装着可能であり、かつ、該装着状態でも高画質の撮影を行なうことができるデジタルカメラシステムとして利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の一実施形態のデジタルカメラシステムを構成するカメラボディおよび交換レンズとの組み合わせ状態と、それらに内蔵される光学部材，撮像素子の配置を示す図であって、図１（Ａ）は、基準カメラボディ（第一のカメラボディ）と第一のレンズ（第一のレンズ鏡筒）との組み合わせ状態を示し、図１（Ｂ）は、非基準カメラボディ（第二のカメラボディ）と第二のレンズ（第二のレンズ鏡筒）との組み合わせ状態を示している。
【図２】図１のデジタルカメラシステムにおける第一のレンズ鏡筒と第一のカメラボディとを中間アダプタを介して装着した状態の断面図である。
【図３】図１のデジタルカメラシステムにおけるレンズ鏡筒のマウント部をカメラボディ側から見た状態と装着されるカメラボディのマウント部（二点鎖線）を合わせて示しており、図（Ａ）は、第一のレンズ鏡筒のマウント部を示し、図３（Ｂ）は、第二のレンズ鏡筒のマウント部を示す。
【図４】図１のデジタルカメラシステムに適用され、光学素子を構成する光学要素に対して光線が入射角X0 で入射した時の斜入射による光線ズレ量△Ｈi 、ΔＨj を示す図であって、図４（Ａ）は、厚さｔi ，屈折率ｎi を有する一方の光学要素（第一のカメラボディ側）に対する光線ズレ量△Ｈi を示し、図４（Ｂ）は、異なる厚さｔj ，屈折率ｎj を有する他方の光学要素（第二のカメラボディ側）に対する光線ズレ量ΔＨj を示す。
【図５】各屈折率を有する光学要素に対して光学等価量を等しくした条件のもとで入射する光線に対する入射角X0 と光線ズレ量比ΔＨj ／ΔＨi との関係を示す線図である。
【図６】図１のデジタルカメラシステムのカメラボディにレンズ鏡筒を装着した状態の内部構造を示す斜視図（一部破断面で示す）である。
【図７】図１のデジタルカメラシステムの撮像ユニットまわりの内部構造を示す斜視図（一部破断面で示す）である。
【図８】図１のデジタルカメラシステムの第一のカメラボディに適用される撮像ユニットの光学系の詳細を示す模式図である。
【図９】図１のデジタルカメラシステムの第一のカメラボディに適用される撮像ユニットの拡大縦断面図である。
【図１０】図１のデジタルカメラシステムの第二のカメラボディに適用される撮像ユニットの拡大縦断面図である。
【図１１】撮像光学系において撮像素子の前面に配置される光学フィルタの有無による結像位置の変化の状態を示す光路図である。
【図１２】撮像素子の画素ピッチ、または、撮像素子の画素数とそれに適応する光学ＬＰＦ（水晶とＬＮ素子の場合）の厚みの関係を示す線図である。
【符号の説明】
【０１４７】
５Ａ…第一の撮像素子
５Ａａ…光電変換面（撮像面）
５Ｂ…第二の撮像素子
５Ｂａ…光電変換面（撮像面）
６Ａ…保護ガラス（第一の光学素子）
６Ｂ…保護ガラス（第二の光学素子）
８Ａ…光学ＬＰＦ
（第一の光学ローパスフィルタ，第一の光学素子）
８Ａａ，８Ａｃ，８Ａｄ
…水晶板（第一の光学素子）
８Ａｂ…赤外線吸収ガラス（第一の光学素子）
８Ｂ…光学ＬＰＦ
（第二の光学ローパスフィルタ，第二の光学素子）
８Ｂａ，８Ｂｃ，８Ｂｄ
…水晶板（第二の光学素子）
８Ｂｂ…赤外線吸収ガラス（第二の光学素子）
１１Ａ…第一のカメラボディ
１１Ｂ…第二のカメラボディ
１２Ａ…レンズ鏡筒（第一のレンズ）
１２Ｂ…レンズ鏡筒（第二のレンズ）
２１Ａ…防塵フィルタ（第一の光学素子）
２１Ｂ…防塵フィルタ（第二の光学素子）
３２ａ…補償光学素子
（光路長補償用光学素子，第三の光学素子）
Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝
…第一の光学等価量
Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝
…第二の光学等価量
Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝
…第三の光学等価量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の撮像素子を含み、第一のフランジバックを有する第一のカメラボディと、
上記第一のカメラボディに適合する第一のレンズと、
上記第一のレンズと上記第一の撮像素子の間に配置された複数の光学要素からなる第一の光学素子と、
第二の撮像素子を含み、上記第一のフランジバックよりも短い第二のフランジバックを有する第二のカメラボディと、
上記第二のカメラボディに適合する第二のレンズと、
上記第二のレンズと上記第二の撮像素子の間に配置された複数の光学要素からなる第二の光学素子と、
上記第一のレンズを着脱するためのレンズ着脱部を一端に持ち、上記第二のボディを着脱するためのレンズ着脱部を他端にもつ中間アダプタと、
を具備したデジタルカメラシステムにおいて、
上記中間アダプタには第三の光学素子が設けられており、
上記第一、二の光学素子の各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数i およびj で付番して、上記第一の光学素子の各光学要素の屈折率をｎi とし、厚さをｔi とし、上記第二の光学素子の各光学要素の屈折率をｎj とし、厚さをｔj としたとき、第一の光学要素の第一の光学等価量Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝は、第二の光学要素の第二の光学等価量Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝より大きく、さらに、上記第三の光学素子の各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数k で付番したとき、上記第三の光学素子の各光学要素の屈折率をｎk とし、厚さをｔk としたとき、上記第三の光学要素の第三の光学等価量Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝と上記第二の光学等価量Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝との和Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝＋Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝は、上記第一の光学等価量Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝と略等しいことを特徴とするデジタルカメラシステム。
【請求項２】
上記第一、第二、および、第三の光学素子は、防塵ガラス、光学ローパスフィルタを構成する光学結晶からなる板、赤外線吸収ガラス、または、上記撮像素子を保護するための保護ガラスを含むことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラシステム。
【請求項３】
上記第一の撮像素子の画素ピッチは、上記第二の撮像素子の画素ピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラシステム。
【請求項４】
上記第一の光学素子は、第一の光学ローパスフイルタを含み、その厚さは、上記第二の光学素子に含まれる第二の光学ローパスフィルタの厚さより厚いことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラシステム。
【請求項５】
上記第一のレンズにおいて、上記第一の撮像素子の対角に入射される主光線のレンズの光軸となす最大角は、上記第二のレンズにおいて、上記第二の撮像素子の対角に入射される主光線のレンズの光軸となす最大角よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラシステム。
【請求項６】
上記第二のレンズは、上記第一のカメラボディに取り付かないように構成したことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラシステム。
【請求項７】
撮影光路内に第一の光学素子を配置した第一のカメボディに適合する撮影レンズを撮影光路内に上記第一の光学素子とは光学特性の異なる第二の光学素子が配置された第二のカメラボディに適合させるための中間アダプタにおいて、
上記第一のカメラボディの上記撮影レンズの取り付け面から撮像面までの光学的距離と、上記中間アダプタを上記第二のカメラボディに装着した状態における上記撮影レンズの取り付け面から上記第二のカメラボディの撮像面までの光学的距離とを一致させるために、光路長補償用光学素子を設けたことを特徴とする中間アダプタ。
【請求項８】
上記光路長補償用光学素子は、光学的パワーを有していないことを特徴とする請求項７に記載の中間アダプタ。
【請求項９】
撮影光路内に第一の光学素子を配置した第一のカメラボディと、
上記第一のカメボディに適合する撮影レンズと、
撮影光路内に上記第一の光学素子とは光学特性の異なる第二の光学素子を配置した第二のカメラボディと、
上記撮影レンズを上記第二のカメラボディに適合させるための中間アダプタと、
を具備するデジタルカメラシステムにおいて、
上記中間アダプタは、上記第一のカメラボディのレンズ取り付け面から撮像面までの光学的距離と、上記中間アダプタを上記第二のカメラボディに装着した状態での上記中間アダプタのレンズ取り付け面から上記第二のカメラボディの撮像面までの光学的距離とを一致させるための、光路長補慣用光学素子を有していることを特徴とするデジタルカメラシステム。
【請求項１０】
撮影光路内に第一の光学素子を配置した第一のカメラボディと、
上記第一のカメボディに適合する撮影レンズと、
撮影光路内に上記第一の光学素子とは光学特性の異なる第二の光学素子を配置した第二のカメラボディと、
上記撮影レンズを上記第二のカメラボディに装着するための中間アダプタと、
上記第二のカメラボディに上記中間アダプタを介して上記撮影レンズを装着した状態において、上記撮影レンズの後端部から上記第二のカメラボディの前端部の間に配置される光路長補償用光学素子と、
を有していることを特徴とするデジタルカメラシステム。
【請求項１】
第一の撮像素子を含み、第一のフランジバックを有する第一のカメラボディと、
上記第一のカメラボディに適合する第一のレンズと、
上記第一のレンズと上記第一の撮像素子の間に配置された複数の光学要素からなる第一の光学素子と、
第二の撮像素子を含み、上記第一のフランジバックよりも短い第二のフランジバックを有する第二のカメラボディと、
上記第二のカメラボディに適合する第二のレンズと、
上記第二のレンズと上記第二の撮像素子の間に配置された複数の光学要素からなる第二の光学素子と、
上記第一のレンズを着脱するためのレンズ着脱部を一端に持ち、上記第二のボディを着脱するためのレンズ着脱部を他端にもつ中間アダプタと、
を具備したデジタルカメラシステムにおいて、
上記中間アダプタには第三の光学素子が設けられており、
上記第一、二の光学素子の各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数i およびj で付番して、上記第一の光学素子の各光学要素の屈折率をｎi とし、厚さをｔi とし、上記第二の光学素子の各光学要素の屈折率をｎj とし、厚さをｔj としたとき、第一の光学要素の第一の光学等価量Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝は、第二の光学要素の第二の光学等価量Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝より大きく、さらに、上記第三の光学素子の各光学要素に対してレンズ側から１、２、…の整数k で付番したとき、上記第三の光学素子の各光学要素の屈折率をｎk とし、厚さをｔk としたとき、上記第三の光学要素の第三の光学等価量Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝と上記第二の光学等価量Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝との和Σ｛ｔk ×（１−ｎk ）／ｎk ｝＋Σ｛ｔj ×（１−ｎj ）／ｎj ｝は、上記第一の光学等価量Σ｛ｔi ×（１−ｎi ）／ｎi ｝と略等しいことを特徴とするデジタルカメラシステム。
【請求項２】
上記第一、第二、および、第三の光学素子は、防塵ガラス、光学ローパスフィルタを構成する光学結晶からなる板、赤外線吸収ガラス、または、上記撮像素子を保護するための保護ガラスを含むことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラシステム。
【請求項３】
上記第一の撮像素子の画素ピッチは、上記第二の撮像素子の画素ピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラシステム。
【請求項４】
上記第一の光学素子は、第一の光学ローパスフイルタを含み、その厚さは、上記第二の光学素子に含まれる第二の光学ローパスフィルタの厚さより厚いことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラシステム。
【請求項５】
上記第一のレンズにおいて、上記第一の撮像素子の対角に入射される主光線のレンズの光軸となす最大角は、上記第二のレンズにおいて、上記第二の撮像素子の対角に入射される主光線のレンズの光軸となす最大角よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラシステム。
【請求項６】
上記第二のレンズは、上記第一のカメラボディに取り付かないように構成したことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラシステム。
【請求項７】
撮影光路内に第一の光学素子を配置した第一のカメボディに適合する撮影レンズを撮影光路内に上記第一の光学素子とは光学特性の異なる第二の光学素子が配置された第二のカメラボディに適合させるための中間アダプタにおいて、
上記第一のカメラボディの上記撮影レンズの取り付け面から撮像面までの光学的距離と、上記中間アダプタを上記第二のカメラボディに装着した状態における上記撮影レンズの取り付け面から上記第二のカメラボディの撮像面までの光学的距離とを一致させるために、光路長補償用光学素子を設けたことを特徴とする中間アダプタ。
【請求項８】
上記光路長補償用光学素子は、光学的パワーを有していないことを特徴とする請求項７に記載の中間アダプタ。
【請求項９】
撮影光路内に第一の光学素子を配置した第一のカメラボディと、
上記第一のカメボディに適合する撮影レンズと、
撮影光路内に上記第一の光学素子とは光学特性の異なる第二の光学素子を配置した第二のカメラボディと、
上記撮影レンズを上記第二のカメラボディに適合させるための中間アダプタと、
を具備するデジタルカメラシステムにおいて、
上記中間アダプタは、上記第一のカメラボディのレンズ取り付け面から撮像面までの光学的距離と、上記中間アダプタを上記第二のカメラボディに装着した状態での上記中間アダプタのレンズ取り付け面から上記第二のカメラボディの撮像面までの光学的距離とを一致させるための、光路長補慣用光学素子を有していることを特徴とするデジタルカメラシステム。
【請求項１０】
撮影光路内に第一の光学素子を配置した第一のカメラボディと、
上記第一のカメボディに適合する撮影レンズと、
撮影光路内に上記第一の光学素子とは光学特性の異なる第二の光学素子を配置した第二のカメラボディと、
上記撮影レンズを上記第二のカメラボディに装着するための中間アダプタと、
上記第二のカメラボディに上記中間アダプタを介して上記撮影レンズを装着した状態において、上記撮影レンズの後端部から上記第二のカメラボディの前端部の間に配置される光路長補償用光学素子と、
を有していることを特徴とするデジタルカメラシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−５８１２３（Ｐ２００７−５８１２３Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４６６０６（Ｐ２００５−２４６６０６）
【出願日】平成１７年８月２６日（２００５．８．２６）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２６日（２００５．８．２６）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
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