JP2002204390A

JP2002204390A - カメラ

Info

Publication number: JP2002204390A
Application number: JP2001001938A
Authority: JP
Inventors: Takashi Koyama; 剛史小山; Koji Hoshi; 浩二星
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2002-07-19
Anticipated expiration: 2021-01-09
Also published as: JP4551570B2

Abstract

(57)【要約】【課題】共通の撮影光学系と撮像素子とを用いて動画
および静止画撮影を行う場合に、撮影光学系を大型化し
たり動画処理負担を上げたりせずに静止画画質を向上さ
せることが難しい。【解決手段】動画撮影と静止画撮影とを共通の撮影光
学系１および撮像素子３を用いて行うカメラにおいて、
撮影光学系の焦点距離が同じである場合に、静止画撮影
時における最大絞りのＦナンバーｓを動画撮影時におけ
る最大絞りのＦナンバーｄよりも大きく設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画撮影と静止画
撮影の双方が可能なカメラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】動画撮影と静止画撮影の双方が可能なカ
メラとして、動画撮影用にＣＣＤ撮像素子を有するとと
もに、静止画撮影用に銀塩フィルムの装填が可能なカメ
ラが用いられている。

【０００３】このカメラでは、撮影レンズ光束を光路中
で分割し、一方の分割光束をさらに縮小光学系を通して
ＣＣＤ撮像素子上に結像させ、もう一方の分割光束をＣ
ＣＤより大画面の銀塩フィルムに結像させるように構成
されている。このようなカメラでは、動画撮影が可能で
あるだけでなく、静止画撮影においては銀塩ならではの
高画質撮影が可能である。

【０００４】また、動画撮影と静止画撮影の双方が可能
なカメラとして、動画撮影と静止画撮影とで共通の撮影
レンズとＣＣＤ撮像素子とビデオカメラが提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＣＤ
撮像素子と銀塩フィルムとを使い分けて動画撮影と静止
画撮影とを行うカメラでは、上述したように光束分割手
段が必要であるためにカメラが大型化するという問題が
ある。

【０００６】また、動画撮影と静止画撮影で共通の撮影
レンズとＣＣＤ撮像素子を用いるビデオカメラでは、動
画撮影時に所定時間内に連続して撮影される中の１つの
画像を静止画画像とするという程度であり、十分満足で
きる高画質の静止画画像を得ることができない。

【０００７】なお、高画質な静止画画像を得るために、
レンズの収差補正をより良好に行えるようにするとレン
ズ系ひいてはカメラ全体が大型化し易い。また、単にＣ
ＣＤの画素数を多くすると、動画撮影時に要求される水
準以上の過剰な高画素数を用いることになり、動画処理
回路に過大な負担を求めることになる。

【０００８】そこで本発明は、小型でありながら、動画
処理の負担が軽い動画撮影と高画質の静止画撮影とが可
能なカメラを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願第１の発明では、動画撮影と静止画撮影とを
共通の撮影光学系および撮像素子を用いて行うカメラに
おいて、撮影光学系の焦点距離が同じである場合に、静
止画撮影時における最大絞りのＦナンバーを動画撮影時
における最大絞りのＦナンバーよりも大きく設定する。

【００１０】すなわち、同じ焦点距離に対して静止画撮
影時は動画撮影時よりも開放Ｆナンバーを暗くすること
により、明るい動画撮影を行うことができる一方で、静
止画撮影時に撮影光学系の球面収差、色収差、組み立て
偏心誤差等による光学性能低下を抑えることができるよ
うにしている。これにより小型の撮影光学系を用いて、
動画処理の負担が軽くかつ明るい動画撮影と高画質の静
止画撮影とが可能なカメラを実現することが可能とな
る。

【００１１】なお、静止画撮影時に撮像素子により撮影
するイメージサイズを動画撮影時のイメージサイズより
も大きくすれば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の微小な受光画素
の繰り返し配列を有する撮像素子を用いる場合に静止画
撮影時の画素数を動画撮影時に比べて多くし、静止画画
質を向上させることが可能であるが、この場合に上記第
１の発明を用いることにより、撮影光学系を大型化させ
ることなく静止画の周辺収差を良好に補正することが可
能となり、小型でより高画質の静止画撮影が可能なカメ
ラとすることが可能となる。

【００１２】また、撮影光学系が可変焦点距離タイプで
ある場合に、全ての焦点距離可変範囲ではなく、少なく
とも一部の焦点距離において、静止画撮影時における最
大絞りのＦナンバーを動画撮影時における最大絞りのＦ
ナンバーよりも大きく設定するようにしてもよい。

【００１３】また、本願第２の発明では、動画撮影と静
止画撮影とを共通の撮影光学系および撮像素子を用いて
行うカメラにおいて、静止画撮影時および動画撮影時の
最小絞りのＦナンバーを、絞りのＦナンバーの可変範囲
のうち、Ｆナンバーを大きくすることによって軸上付近
での光学的解像性能の幾何光学収差低減要因による性能
向上よりも回折現象の物理光学的要因による性能低下が
大きくなる範囲で、静止画撮影時における最小絞りのＦ
ナンバーが動画撮影時における最小絞りのＦナンバーよ
りも小さくなるように設定する。

【００１４】すなわち、例えばＦ８〜１１程度の絞り域
にて、静止画撮影時における最小絞りのＦナンバーが動
画撮影時における最小絞りのＦナンバーよりも小さくな
るように設定することで、静止画撮影時の画質を動画撮
影時の画質に比べてより良好なものとすることが可能と
なる。

【００１５】また、本願第３の発明では、動画撮影と静
止画撮影とを共通の撮影光学系および撮像素子を用いて
行うカメラにおいて、静止画撮影時における最小絞りの
Ｆナンバーを動画撮影時における最小絞りのＦナンバー
よりも小さく設定し、かつ撮像素子における受光画素の
繰り返し配列ピッチをＰ、撮影基準波長をλ、静止画撮
影時における最小絞りのＦナンバーをＦsminとしたとき
に、０．２＜Ｆsmin×λ／Ｐ＜４．４ …（１）の条件を満足するようにしている。

【００１６】これにより、受光画素ピッチに対するＦナ
ンバーが小さくなり明るすぎて高速シャッターを用いて
も光量オーバーとなったり（下限を下回った場合）、小
絞り回折現象による性能低下が大きくなって静止画撮影
時の画質が低下したり（上限を上回った場合）すること
を防止できるようにしている。

【００１７】また、上記第２および第３の発明におい
て、撮影光学系の焦点距離が同じである場合に、静止画
撮影時における最大絞りのＦナンバーを動画撮影時にお
ける最大絞りのＦナンバーよりも大きくするようにすれ
ば、上記第１の発明と同様に、小型の撮影光学系を用い
て、動画処理の負担が軽くかつ明るい動画撮影と高画質
の静止画撮影とが可能なカメラを実現することが可能と
なる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１には、本発
明の第１実施形態であるカメラの構成を示している。ま
た、図２、図３および図４には、上記カメラに用いる撮
影レンズの数値実施例の断面図と収差図を示している。
さらに、図５には上記カメラにおいて、撮影レンズの焦
点距離と、焦点距離ごとに設定される最大絞りのＦｎ
ｏ．との関係を示している。また、図６には、上記カメ
ラにおける撮影レンズのイメージサイズを示しており、
図７には、無収差の理想レンズのＦｎｏ．による性能の
周波数特性を示している。また、図８には、上記カメラ
の動作シーケンスを表すフローチャートを示している。

【００１９】図１において、１はズーム撮影レンズ系
（撮影光学系）であり、２は、撮影レンズ系１を構成す
る一部のレンズであって、光軸直交方向に変位して防振
（いわゆる手振れ補正）を行う振れ補正レンズである。

【００２０】３は撮像素子であり、セルピッチ（画素配
列ピッチ）が３ミクロン程度のＣＣＤまたはＣＭＯＳ等
の固体撮像素子が用いられている。

【００２１】また、４は動画撮影（動画モード）と静止
画撮影（静止画モード）とを切り換えるためのモード切
換えスイッチである。本実施形態のカメラでは、動画撮
影および静止画撮影のいずれも、共通の撮影レンズ系１
と撮像素子３とを用いて行い、例えば、動画情報を不図
示のビデオテープ、ＤＶＤ等の記録媒体に記録し、静止
画情報をスティック状又はコンパクトなメモリ素子やＤ
ＶＤ等の記録媒体に記録する。

【００２２】９は本カメラの動作全体の制御を司るカメ
ラ制御回路であり、５はカメラ制御回路９からの指令信
号に応じて撮影レンズ系１のズーム駆動制御を行うズー
ム制御回路である。

【００２３】６はカメラ制御回路９からの指令信号に応
じて振れ補正レンズ２のシフト駆動制御を行う防振制御
回路であり、７はカメラ制御回路９からの指令信号に応
じて絞りＳＰの駆動制御を行う絞り制御回路である。な
お、本実施形態では、絞りＳＰの制御によって、所定の
Ｆｎｏ．が得られるようになっている。

【００２４】８はカメラ制御回路９からの指令信号に応
じて撮像素子３上における撮像エリア（イメージサイ
ズ）の切り換え制御を行う撮像エリア制御回路である。

【００２５】次に、図８のフローチャートに従って本カ
メラ（主としてカメラ制御回路９）の動作を説明する。
まず、不図示のメインスイッチがオンされて電源が投入
され、本フローがスタートすると、ステップ（図では、
Ｓと略す）１にて、モード切換えスイッチ４の状態を検
出して、カメラが動画モードか静止画モードかを判別す
る。

【００２６】動画モードであるときは、ステップ２に進
み、撮像エリア制御回路８を通じて、図６に示す撮像素
子３の動画撮像エリア（例えば、φ３．９又は２．３４
ｍｍ×３．１２ｍｍ）３ｄの範囲から画像を得るように
イメージサイズを設定する。

【００２７】また、続いてステップ３では、動画モード
における撮影レンズ系１の焦点距離の可変範囲をｆｗ〜
ｆｔ、すなわちワイド端からテレ端の全範囲に設定す
る。

【００２８】また、続いてステップ４では、動画モード
における焦点距離に対する最大絞りのＦｎｏ．を、図５
に示す動画時絞り曲線ｄ上にて制御するように設定す
る。本実施形態では、動画モードにおける最大絞りのＦ
ｎｏ．は、焦点距離に応じて１．６５〜２．２の範囲で
変化することになる。

【００２９】さらに、ステップ５では、動画モードにお
ける最小絞りのＦｎｏ．を、動画時最小絞り（例えば、
Ｆ１１）に設定する。

【００３０】こうしてステップ６では、ステップ４にて
設定された最大絞りのＦｎｏ．とステップ５にて設定さ
れた最小絞りのＦｎｏ．との間で動画モードでの絞りＳ
Ｐの制御を行う。

【００３１】そして、ステップ７では、撮影レンズ又は
カメラ本体に設けられた振れ検知手段（例えば、加速度
又は速度センサとセンサ出力を積分する回路から構成さ
れる）からの情報により振れ補正レンズ２を光軸直交方
向にシフトさせて行う光学的な防振制御を開始する。

【００３２】次に、ステップ８では、動画モードにおい
て、カメラ振れが上記振れ補正レンズ２のシフトだけで
は補正しきれない（振れ補正不足）か否かを判別し、補
正しきれない場合は、上述した動画撮像エリアを、撮像
素子３上のより広いエリア（例えば、最大３．０６ｍｍ
×４．０８ｍｍ）の中からシフトして切り出す、いわゆ
る電子防振制御を行う。

【００３３】一方、ステップ１において、静止画撮影モ
ードである場合には、ステップ１０に進み、撮像素子３
上における静止画撮像エリア（例えば、φ５．１又は
３．０６ｍｍ×４．０８ｍｍ）から画像を得るように、
動画撮影時よりも大きな（画素数が多い）イメージサイ
ズを設定する。

【００３４】次にステップ１１では、静止画モードにお
ける焦点距離の可変範囲を、ｆｓｗ〜ｆｔの範囲、すな
わち動画撮影時のワイド端からテレ端側に寄った位置か
らテレ端の範囲に制限する。これにより、静止が撮影時
には、動画撮影時にズーム可能であった広角端側のｆｗ
〜ｆｓｗの範囲にはズームできなくなる。

【００３５】このため、広角端側で大きな撮影レンズ系
１のディストーションもしくはコマ収差、倍率色収差等
の残存収差の静止画画像への影響を除くことができる。
したがって、撮影レンズ系１を大型化することなく、か
つある程度必要な変倍率（ｆｓｗ〜ｆｔ）を確保した上
で、静止画画像の画質向上を図ることができる。

【００３６】また、ステップ１２では、静止画モードに
おける焦点距離に対する最大絞りのＦｎｏ．を、図５に
示す静止画時絞り曲線ｓ上にて制御するように設定す
る。本実施形態では、静止画モードにおける最大絞りの
Ｆｎｏ．は、焦点距離に応じて１．８３〜２．８８の範
囲で変化することになる。

【００３７】つまり、本実施形態では、焦点距離ｆｓｗ
〜ｆｔの範囲において、動画撮影時と静止画撮影時とで
は、焦点距離が同じである場合の最大絞りのＦｎｏ．
が、静止画撮影時の方が大きくなるように、すなわち同
じ焦点距離に対して静止画撮影時は動画撮影時よりも開
放Ｆｎｏ．が暗くなるように設定される。なお、本実施
形態では、特に望遠側において動画撮影時より静止画撮
影時の方が開放Ｆｎｏ．がより暗くなるように設定され
るさらに、ステップ１３では、静止画モードにおける最
小絞りのＦｎｏ．を、動画撮影モードよりも明るい静止
画時最小絞り（例えば、Ｆ８）に設定する。つまり、静
止画モードでは、動画モード時に絞り込み可能なＦｎ
ｏ．（例えば、Ｆ１１）まで絞り込むことができないよ
うにする。

【００３８】ここで、Ｆ８〜１１の範囲では、Ｆナンバ
ーを大きくすることによって軸上付近での光学的解像性
能の幾何光学収差低減要因による性能向上よりも回折現
象の物理光学的要因による性能低下が大きくなる。この
ため、この範囲で静止画撮影時における最小絞りのＦナ
ンバーが動画撮影時における最小絞りのＦナンバーより
も小さくなるように設定している。

【００３９】こうして本実施形態では、ステップ１４に
おいて、ステップ１２にて設定された最大絞りのＦｎ
ｏ．とステップ１３にて設定された最小絞りのＦｎｏ．
との間で静止画モードでの絞りＳＰの制御を行う。

【００４０】ここで、上記ステップ１４では、静止画モ
ードにおいて上記最大絞りおよび最小絞りとの間で絞り
制御を行うが、このとき絞りによる光量調節を補うため
に、低輝度被写体に対しては低速シャッターもしくはス
トロボ（図示せず）で光量不足を補うのが望ましい。

【００４１】また、静止画撮影時の最小絞りを、動画撮
影時の最小絞りより小さく（明るく）設定したことに伴
い、高輝度被写体に対して光量オーバーとなることを回
避するために画像素子３側での高速電子シャッターや撮
影レンズ系１内での高速シャッターにより対応するのが
望ましい。

【００４２】そして、ステップ１５では、前述したステ
ップ７と同様の光学的な防振制御を開始する。

【００４３】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、撮影レンズ系１の同じ焦点距離に対して静止画撮影
時は動画撮影時よりも開放Ｆナンバーが暗くなるように
設定されるので、明るい動画撮影を行うことができる一
方で、静止画撮影時に撮影光学系の球面収差、色収差、
組み立て偏心誤差等による光学性能低下を抑えることが
できる。したがって、小型の撮影レンズ系１において収
差等を良好に補正することができ、動画処理の負担が軽
くかつ明るい動画撮影と高画質の静止画撮影とが可能な
カメラを実現することができる。

【００４４】なお、本実施形態では、最大絞りのＦｎ
ｏ．を、図５に示す曲線ｄと曲線ｓのように、動画撮影
と静止画撮影とで完全に異なる（双方の曲線が交わるこ
とがない）特性となるように制御する場合について説明
したが、焦点距離ｆｔの状態で動画撮影時の最大絞りの
Ｆｎｏ．を、静止画撮影時の最大絞りのＦｎｏ．より小
さく設定することが静止画の画質性能を良好にするため
に特に重要である。このため、動画撮影時に、焦点距離
ｆｓｗの状態で動画撮影時の最大絞りのＦｎｏ．が静止
画撮影時の最大絞りのＦｎｏ．に一致する曲線ｄ’を用
いるようにしてもよい。

【００４５】また、本実施形態では、撮像素子３上にお
ける静止画撮影時のイメージサイズを動画撮影時のイメ
ージサイズよりも大きくすることによって、静止画撮影
時の画素数を動画撮影時に比べて多くし、これにより静
止画画像の高画質化を図っているが、この場合に上述し
た静止画撮影時の開放Ｆナンバーを暗くする制御を行う
ことにより、撮影レンズ系１を大型化させることなく静
止画の周辺収差を良好に補正することが可能となり、よ
り高画質の静止画撮影を行うことができる。

【００４６】さらに、本実施形態では、静止画撮影時お
よび動画撮影時の最小絞りのＦｎｏ．を、絞りＳＰのＦ
ｎｏ．の可変範囲のうちＦ＝８〜１１程度の絞り域の範
囲、すなわちＦｎｏ．を大きくすることによって軸上付
近での光学的解像性能の幾何光学収差低減要因による性
能向上よりも回折現象の物理光学的要因による性能低下
が大きくなる範囲で、静止画撮影時における最小絞りの
Ｆｎｏ．（Ｆ＝８）が動画撮影時における最小絞りのＦ
ｎｏ．（Ｆ＝１１）よりも小さくなるように設定してい
る。これにより、静止画撮影時の画質を動画撮影時の画
質に比べてより良好にすることができる。

【００４７】このことを図７を用いて具体的に説明す
る。図７は、無収差理想レンズのＦｎｏ．によるコント
ラストの周波数特性を示したものであり、Ｆｎｏ．によ
って撮影レンズ系１の光学性能がどのように変化するか
を表している。

【００４８】この図において、Ｆｎｏ．をＦ８まで絞る
と、３ミクロンピッチＣＣＤのナイキスト空間ラインペ
ア周波数の半分の周波数である８０本相当で、ほぼコン
トラストが５０％まで低下する。もともと収差を持って
いる実際の撮影レンズ系１を使うと、よりコントラスト
が低下するので、高画質の静止画を得るために本実施形
態では静止画時にはＦ８より小絞りにしないように制御
している。

【００４９】ここで、条件式（１）の中央項にＦｓｍｉ
ｎ＝８、λ＝０．５８８、Ｐ＝３を代入するとＦsmin×
λ／Ｐ＝１．５７となり、条件式（１）の関係を満た
す。

【００５０】なお、上記式（１）において、下限値を
０．４、さらには０．８にすると光量調整の可能範囲が
拡大し望ましい。また、上限値を３．３あるいは２．２
のようにすると回折現象による性能低下を抑えるのによ
りよい。

【００５１】また、本実施形態では、防振制御を行う場
合における動画撮影時のイメージサイズを同じく防振制
御を行う場合における静止画撮影時のイメージサイズよ
りも小さくし、防振に伴って光量アンバランスが生じ易
い周辺部よりも内側の撮像エリアで動画撮影を行うよう
にしているので、動画撮影時の防振に伴う周辺光量のア
ンバランスを目立たなくすることができる。したがっ
て、撮影レンズ系１を大型にすることなく動画撮影でも
十分な防振を行うことができる。

【００５２】なお、瞬間を撮影する静止画撮影ではもと
もと周辺光量のアンバランスの許容範囲が動画撮影より
広いので、イメージサイズを大きくしても防振時に生じ
る周辺光量のアンバランスは目立たない。

【００５３】さらに、撮影レンズ系１の焦点距離が同じ
である場合に、静止画撮影時における最大絞りのＦｎ
ｏ．を動画撮影時における最大絞りのＦｎｏ．よりも大
きく設定しているので、静止画撮影時に最大絞りで撮影
するときの防振時の周辺光量のアンバランスを改善する
こともできる。

【００５４】なお、上記実施形態では、焦点距離の全可
変範囲ｆｗ〜ｆｔのうち、一部の範囲ｆｓｗ〜ｆｔにお
いて、焦点距離が同じ状態での静止画撮影時における最
大絞りのＦナンバーを動画撮影時における最大絞りのＦ
ナンバーよりも大きく設定する場合について説明した
が、焦点距離の全可変範囲ｆｗ〜ｆｔにおいて焦点距離
が同じ状態での静止画撮影時における最大絞りのＦナン
バーを動画撮影時における最大絞りのＦナンバーよりも
大きく設定するようにしてもよい。

【００５５】また、上記実施形態では、可変焦点距離タ
イプの撮影レンズ系を用いる場合について説明したが、
本発明は単焦点距離タイプの撮影レンズ系を用いる場合
にも適用することができる。

【００５６】（数値実施例）次に、表１には、本発明の
カメラに用いられる撮影光学系の数値実施例を示す。

【００５７】ここで、撮影光学系は、図２に示すよう
に、物体側から、固定の第１群レンズＬ１、バリエータ
としての第２群レンズＬ２、絞りＳＰ、第３群レンズ
（振れ補正レンズ）Ｌ３、フレアストッパーＦＳ、フォ
ーカスレンズ・コンペンセータとしての第４群レンズＬ
４およびフェースプレートやフィルタ等のガラスブロッ
クＧが順に配置されて構成された４群リヤーフォーカス
方式のズームレンズである。

【００５８】なお、同図に第４群レンズＬ４の下に示し
た実線４ａは、無限遠物体にフォーカスしているときの
広角端から望遠端への変倍に伴う像面変動を補正するた
めの第４群レンズＬ４の移動軌跡を示し、点線４ｂは近
距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端
への変倍に伴う像面変動を補正するための第４群レンズ
Ｌ４の移動軌跡を示している。

【００５９】また、図２には上から順に、撮影光学系の
焦点距離ｆｗ（動画撮影時の広角端），ｆｓｗ（静止画
撮影時の広角端），ｆｍ（ミドル）およびｆｔ（望遠
端）での光学断面図を示している。また、図３および図
４には、上記各焦点距離での収差図を示している。

【００６０】表１において、ｒｉは物体側より順にｉ番
目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より順にｉ番目の面と
（ｉ＋１）番目の面の間隔（空気換算値）、Ｎｉとνｉ
（表ではｖｉと記す）はそれぞれ物体側より順にｉ番目
の光学部材のガラスの屈折率とアッベ数である。

【００６１】また、１４番目の非球面形状は、光軸方向
にＸ軸、光軸直交方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、
Ｒを近軸曲率半径、各非球面係数をＫ，Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅとしたとき、

【００６２】

【数１】

【００６３】なる式で表している。また、例えば「ｅ−
Ｚ」の表示は「１０^-Z」を意味する。

【００６４】

【表１】

【００６５】また、本数値実施例では、いわゆる４群ズ
ームレンズにおいて第１群を繰り出してフォーカスを行
う場合に比べて、前述のようなリヤーフォーカス方式を
採ることにより、第１群の偏心誤差による性能劣化を防
止しつつ、第１群のレンズ有効径の増大化を効果的に防
止している。

【００６６】そして、絞りＳＰを第３群の直前又は第３
群中に配置することにより、可動レンズ群による収差変
動を少なくし、絞りＳＰより前方のレンズ群の間隔を短
くして第１群レンズ径の縮小化を容易に達成している。

【００６７】（第２実施形態）図９には、本発明の第２
実施形態であるカメラの構成を示している。この図にお
いて、２１はズーム撮影レンズ系（撮影光学系）であ
り、２１ａは固定の第１群レンズ、２１ｂは変倍時に光
軸方向に駆動される第２群レンズ、２１ｃは固定の第３
群レンズ、２１ｄはフォーカス時に光軸方向に駆動され
る第４群レンズである。この撮影レンズ系２１は、被写
体側から順に凸凹凸凸のパワーを有する４群構成になっ
ている。

【００６８】２８は絞りであり、絞り値検知回路２７に
よる絞り値の検知結果が目標値となるように絞り値制御
・駆動回路２５によって制御される。２２はＣＣＤ等の
撮像素子であり、この撮像素子２２からの映像信号は、
カメラ信号処理回路２３に入力され、各種信号処理が行
われる。

【００６９】２４は撮影者のズーム操作に応じて、第２
群レンズ２１ａを駆動する不図示のズームモータを駆動
制御するズームモータ駆動回路であり、２６は撮像素子
２２からの信号を用いて生成されるオートフォーカス信
号に応じて、第４群レンズ２１ｄを駆動する不図示のフ
ォーカスモータを駆動制御するフォーカスモータ駆動回
路である。

【００７０】３０は上記各回路の動作制御を司るカメラ
制御回路であり、３１は撮影者の操作によって動画撮影
モードと静止画撮影モードとを選択させるためのモード
切換えスイッチである。

【００７１】次に、上記のように構成されたカメラにお
ける撮影動作について、図１０に示すフローチャートを
用いて説明する。

【００７２】まず、カメラの電源がオンすると（ステッ
プ〈図ではＳと略す〉２１）、カメラ制御回路３０は、
モード切換えスイッチ３１の状態を検知して、動画撮影
モードが設定されているか否かを判別する（ステップ２
２）。動画撮影モードのときはステップ２３に進み、動
画撮影モードでないときはステップ２５に進む。

【００７３】ステップ２３では動画撮影を開始するため
の動画撮影スイッチ（図示せず）がオンされたか否かを
判別し、オンされていなければステップ２２に戻り、オ
ンされたときはステップ２４に進んで動画撮影を開始す
る。

【００７４】ここで、動画撮影を行う際のＦナンバー
は、開放値をＦ１．４とし、小絞り限界値をＦ１６とし
て、この範囲内で撮影レンズ系２１の焦点距離に応じて
制御される。

【００７５】一方、ステップ２５では、モード切換えス
イッチ３１の状態を検知して、静止画撮影モードが設定
されているか否かを判別する。静止画撮影モードでなけ
れば再生モードに進み、静止画撮影モードのときはステ
ップ２６に進む。

【００７６】ステップ２６では静止画撮影を開始するた
めの静止画撮影スイッチ（図示せず）がオンされたか否
かを判別し、オンされていなければステップ２２に戻
り、オンされたときはステップ２７に進んで静止画撮影
を開始する。

【００７７】ここで、静止画撮影を行う際のＦナンバー
は、開放値をＦ２．８とし、小絞り限界値をＦ８とし
て、この範囲内で撮影レンズ系２１の焦点距離に応じて
制御される。

【００７８】なお、動画撮影時と静止画撮影時とでは、
同じ焦点距離の場合に、静止画撮影時の開放Ｆナンバー
が動画撮影時の開放Ｆナンバーよりも大きくなるように
制御される。また、動画撮影時と静止画撮影時とでは、
同じ焦点距離の場合に、静止画撮影時の最小絞りのＦナ
ンバーが動画撮影時の最小絞りのＦナンバーよりも小さ
くなるように制御される。

【００７９】このように、静止画撮影時の開放Ｆナンバ
ーを動画撮影時の開放Ｆナンバーよりも大きく（暗く）
設定しているのは、動画撮影では画質としては普通レベ
ルで良く、高画質を得るための結像性能よりも画像の明
るさが重視される一方、静止画撮影ではより高画質の画
像を得るために、撮影レンズ系２１における球面収差や
色収差等による結像性能の劣化を抑えることが重視され
るからである。

【００８０】また、静止画撮影時の最小絞りのＦナンバ
ーを動画撮影時の最小絞りのＦナンバーよりも小さく
（明るく）設定しているのは、小絞り回折による結像性
能の劣化を防止することが動画撮影時よりも静止画撮影
時に強く要求されるからである。

【００８１】なお、静止画撮影時において、動画撮影時
よりも撮像素子２２における撮像画素数を多く（イメー
ジサイズを大きく）して、動画撮影時よりも高精細な静
止画像を撮影できるようにしてもよい。

【００８２】図１１は、本実施形態の撮影レンズ系２１
における球面収差の発生を示す収差図である。

【００８３】Ｆ１．４のときは、近軸像面位置と最良像
面位置ａとが離れているのに対して、Ｆ２．８のときは
最良像面位置ｂがより近軸像面位置に近付いている。し
たがって、静止画撮影時の開放ＦナンバーをＦ２．８と
することによって、撮影画像に対する球面収差の影響を
小さくし、高画質の静止画を撮影することができる。

【００８４】なお、本実施形態にて挙げた静止撮影時お
よび動画撮影時における開放Ｆナンバーと最小Ｆナンバ
ーの値は例に過ぎず、他のＦナンバーとしてもよい。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１の発明に
よれば、同じ焦点距離に対して静止画撮影時は動画撮影
時よりも最大絞りのＦナンバーを大きくするので、明る
い動画撮影を行うことができる一方で、静止画撮影時に
撮影光学系の球面収差、色収差、組み立て偏心誤差等に
よる光学性能低下を抑えることができる。これにより小
型の撮影光学系を用いて、動画処理の負担が軽くかつ明
るい動画撮影と高画質の静止画撮影とが可能なカメラを
実現することができる。

【００８６】なお、静止画撮影時のイメージサイズを動
画撮影時のイメージサイズよりも大きくすれば、静止画
撮影時の画素数を動画撮影時に比べて多くして静止画加
増の画質向上を図ることが可能であるが、この場合に上
記第１の発明を用いることにより、撮影光学系を大型化
させることなく静止画の周辺収差を良好に補正すること
が可能となり、小型でより高画質の静止画撮影が可能な
カメラを実現することができる。

【００８７】また、本願第２の発明によれば、絞りのＦ
ナンバーの可変範囲のうちＦナンバーを大きくすること
によって軸上付近での光学的解像性能の幾何光学収差低
減要因による性能向上よりも回折現象の物理光学的要因
による性能低下が大きくなる範囲で、静止画撮影時の最
小絞りのＦナンバーが動画撮影時の最小絞りのＦナンバ
ーより小さくなるように両Ｆナンバーを設定するように
しているので、静止画撮影時の画質を動画撮影時の画質
に比べてより良好にすることができる。

【００８８】また、本願第３の発明によれば、静止画撮
影時における最小絞りのＦナンバーを動画撮影時におけ
る最小絞りのＦナンバーよりも小さく設定するととも
に、条件式（１）を満足するようにしているので、受光
画素ピッチに対するＦナンバーが小さくなり明るすぎて
高速シャッターを用いても光量オーバーとなったり（下
限を下回った場合）、小絞り回折現象による性能低下が
大きくなって静止画撮影時の画質が低下したり（上限を
上回った場合）することを防止できる。

【００８９】また、上記第２および第３の発明におい
て、撮影光学系の焦点距離が同じである場合に、静止画
撮影時における最大絞りのＦナンバーを動画撮影時にお
ける最大絞りのＦナンバーよりも大きくするようにすれ
ば、第１の発明と同様に、小型の撮影光学系を用いて、
動画処理の負担が軽くかつ明るい動画撮影と高画質の静
止画撮影とが可能なカメラを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるカメラの構成を示
す概略図である。

【図２】上記カメラに用いられる撮影レンズの数値実施
例の光学断面図である。

【図３】上記撮影レンズの数値実施例の収差図であり、
上からレンズ全系の焦点距離ｆｗでの動画撮影時の収差
図および焦点距離ｆｓｗでの静止画撮影時の収差図であ
る。

【図４】上記撮影レンズの数値実施例の収差図であり、
上からレンズ全系の焦点距離ｆｓｗでの動画撮影時の収
差図および焦点距離ｆｔでの静止画撮影時の収差図であ
る。

【図５】上記カメラでの焦点距離と最大絞りのＦｎｏ．
との関係を示す図である。

【図６】上記カメラにおける撮影レンズのイメージサイ
ズの説明図である。

【図７】無収差理想レンズのＦｎｏ．による性能を示す
周波数特性図である。

【図８】上記カメラの動作シーケンスを示すフローチャ
ートである。

【図９】本発明の第２実施形態であるカメラの構成を示
す概略図である。

【図１０】上記第２実施形態のカメラの動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１１】上記第２実施形態のカメラにおける撮影レン
ズの球面収差図である。

【符号の説明】

１，２１撮影レンズ系２振れ補正レンズ３，２２撮像素子４，３１モード切換えスイッチ５ズーム制御回路６防振制御回路７絞り制御回路８撮像エリア制御回路９，３０カメラ制御回路２３カメラ信号処理回路２４ズームモータ駆動回路２５絞り値制御・駆動回路２６フォーカス駆動回路２７絞り値検知回路ＳＰ，２８絞りＦＳフレアストッパー

フロントページの続きＦターム(参考） 2H002 FB24 FB28 FB32 HA01 JA07 JA08 2H054 AA01 BB11 5C022 AA13 AB12 AB29 AB36 AB55 AB66

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動画撮影と静止画撮影とを共通の撮影光
学系および撮像素子を用いて行うカメラであって、前記撮影光学系の焦点距離が同じである場合に、静止画
撮影時における最大絞りのＦナンバーを動画撮影時にお
ける最大絞りのＦナンバーよりも大きく設定することを
特徴とするカメラ。
【請求項２】前記撮影光学系が可変焦点距離のカメラ
であり、焦点距離の可変範囲のうち少なくとも一部の焦点距離に
おいて、静止画撮影時における最大絞りのＦナンバーを
動画撮影時における最大絞りのＦナンバーよりも大きく
設定することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】動画撮影と静止画撮影とを共通の撮影光
学系および撮像素子を用いて行うカメラであって、静止画撮影時および動画撮影時の最小絞りのＦナンバー
を、絞りのＦナンバーの可変範囲のうち、Ｆナンバーを大き
くすることによって軸上付近での光学的解像性能の幾何
光学収差低減要因による性能向上よりも回折現象の物理
光学的要因による性能低下が大きくなる範囲で、静止画
撮影時における最小絞りのＦナンバーが動画撮影時にお
ける最小絞りのＦナンバーよりも小さくなるように設定
することを特徴とするカメラ。
【請求項４】前記撮影光学系が可変焦点距離のカメラ
であり、焦点距離の可変範囲のうち少なくとも一部の焦点距離に
おいて、静止画撮影時および動画撮影時の最小絞りのＦ
ナンバーを、絞りのＦナンバーの可変範囲のうち、Ｆナンバーを大き
くすることによって軸上付近での光学的解像性能の幾何
光学収差低減要因による性能向上よりも回折現象の物理
光学的要因による性能低下が大きくなる範囲で、静止画
撮影時における最小絞りのＦナンバーが動画撮影時にお
ける最小絞りのＦナンバーよりも小さくなるように設定
することを特徴とする請求項３に記載のカメラ。
【請求項５】動画撮影と静止画撮影とを共通の撮影光
学系および撮像素子を用いて行うカメラであって、静止画撮影時における最小絞りのＦナンバーを動画撮影
時における最小絞りのＦナンバーよりも小さく設定し、かつ前記撮像素子における受光画素の繰り返し配列ピッ
チをＰ、撮影基準波長をλ、静止画撮影時における最小
絞りのＦナンバーをＦsminとしたときに、０．２＜Ｆsmin×λ／Ｐ＜４．４の条件を満足することを特徴とするカメラ。
【請求項６】前記撮影光学系が可変焦点距離のカメラ
であり、焦点距離の可変範囲のうち少なくとも一部の焦点距離に
おいて、静止画撮影時における最小絞りのＦナンバーを
動画撮影時における最小絞りのＦナンバーよりも小さく
設定し、かつ、０．２＜Ｆsmin×λ／Ｐ＜４．４の条件を満足することを特徴とする請求項５に記載のカ
メラ。
【請求項７】静止画撮影時に前記撮像素子により撮影
するイメージサイズを、動画撮影時のイメージサイズよ
りも大きくすることを特徴とする請求項１から６のいず
れかに記載のカメラ。
【請求項８】前記撮影光学系の焦点距離が同じである
場合に、静止画撮影時における最大絞りのＦナンバーを
動画撮影時における最大絞りのＦナンバーよりも大きく
設定することを特徴とする請求項３から７のいずれかに
記載のカメラ。