JP2004120011A - カメラシステム、カメラおよびレンズ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像素子28による静止画撮影と動画撮影の選択が可能なカメラ25と、フォーカスレンズ4を含む撮影光学系を有し、カメラに対して着脱可能に装着されるレンズ装置1とを有するカメラシステムにおいて、撮像素子の出力を用いて撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段31aと、焦点検出手段による検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動するフォーカス制御を行うフォーカス制御手段20,31とを設け、フォーカス制御手段に、静止画撮影用のフォーカス制御と動画撮影用のフォーカス制御とを選択的に行わせるようにする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、静止画および動画を撮影可能なカメラ、このカメラに対して着脱可能なレンズ装置、およびこれらを含むカメラシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
撮像素子を備えたデジタルスチルカメラやビデオカメラでは、静止画や動画を撮影することができ、このようなカメラには、レンズ装置の着脱交換が可能なものもある。
【0003】
静止画および動画の撮影が可能なカメラとしては、特許文献1にて提案されているもの等がある。
【0004】
【特許文献1】
特開平2000−206394に開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献にて提案されているカメラでは、カメラ単体での静止画撮影と動画撮影との切換えが可能であるにすぎない。
【0006】
ここで、静止画撮影用レンズのオートフォーカス制御では、撮影時に被写体に対してレンズの焦点位置が合うように高速で駆動することが望まれる。
【0007】
一方、動画撮影用レンズのオートフォーカス制御では、撮影した動画が見やすいように、被写体に対して焦点位置が前後に動くことがなくスムーズにレンズを駆動することが望まれる。さらに、動画撮影時に音声も記録する場合には、静かにレンズ駆動を行って、レンズ駆動に伴う雑音が記録されてしまうことを防止する必要がある。
【0008】
したがって、このような静止画撮影用と動画撮影用のレンズに求められる特性の違いにより、動画撮影用のカメラに静止画撮影用レンズを装着した場合には、焦点位置が被写体に対して前後してしまい、見にくい動画像を記録することになってしまう。このため、静止画撮影用レンズを用いて動画を撮影する際には、手動で焦点調節をすることが多い。
【0009】
そこで、本発明は、静止画撮影時および動画撮影時にそれぞれ最適なフォーカス制御を行えるようにしたカメラ、カメラシステムおよびレンズ装置を提供することを目的としている。
【0010】
【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、本発明では、撮像素子による静止画撮影と動画撮影の選択が可能なカメラと、フォーカスレンズを含む撮影光学系を有し、カメラに対して着脱可能に装着されるレンズ装置とを有するカメラシステムにおいて、撮像素子の出力を用いて撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、焦点検出手段による検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動するフォーカス制御を行うフォーカス制御手段とを設け、フォーカス制御手段に、静止画撮影用のフォーカス制御と動画撮影用のフォーカス制御とを選択的に行わせるようにしている。
【0011】
これにより、静止画撮影時および動画撮影時にそれぞれ最適なフォーカス制御を行うことが可能となる。
【0012】
より具体的には、例えば静止画撮影時には、フォーカスレンズを停止させて前記撮像素子による画像蓄積動作を行わせ、動画撮影時には、フォーカスレンズが移動している状態での前記撮像素子による画像蓄積動作を許容する。
【0013】
また、静止画撮影時には、焦点検出手段による現時点での検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動し、動画撮影時には、焦点検出手段による現時点よりも前の時点での検出結果(前時点で記憶した検出結果)に基づいてフォーカスレンズを駆動する。
【0014】
これにより、例えば、動く被写体に対して、静止画撮影時(特に、連続撮影時)には、フォーカスレンズを停止させた状態での高精度の焦点検出結果に基づいて、現時点での合焦位置に高速でフォーカスレンズを移動させた上で撮影を行う(AF優先撮影)一方、動画撮影時には、撮像素子の画像蓄積に影響がない程度にフォーカスレンズを移動させながら焦点検出を行い、前時点での焦点検出結果に基づいて、概ねの合焦状態を維持しつつフォーカスレンズをスムーズに追従させていく、というような、静止画撮影用のフォーカス制御と動画撮影用のフォーカス制御とを行うことが可能となる。
【0015】
【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システムの要部の構成を示している。図中左側がカメラアクセサリである交換レンズを示し、右側がカメラを示している。
【0016】
1はレンズであり、レンズ群2、3、4により撮影光学系を構成する。5は絞りであり、不図示の伝達機構を介して絞りモータ7により開閉駆動する。絞り位置センサ6の出力に基づいてレンズ制御CPU20が絞り制御回路8を介して絞り5の開閉状態を制御する。
補正レンズ位置センサ10、11は各々ピッチ軸とヨー軸の補正レンズ群3の位置を検出する。例えば、投光用LEDを補正レンズ群3とともに移動するように配置し、受光素子(PSD)で投光用LEDの移動量を検出する事により補正レンズ群3の位置を検出し、レンズ制御CPU20に伝える。
【0017】
補正レンズ位置センサ10、11の出力によりレンズ制御CPU20が像ぶれ補正駆動回路16を介し、像ぶれ補正モータ14,15に通電する。これにより補正レンズ群3を光軸と垂直な平面内で駆動する。なお、本実施形態では光軸と垂直な平面内で駆動するため、ピッチ軸、ヨー軸の各軸方向に独立に駆動する。
【0018】
補正レンズ群3を電源OFF等、像ぶれ補正(IS)駆動を行わない時に、レンズ制御CPU20が、補正レンズ固定状態センサ9の出力により、固定機構駆動回路13を介して固定機構12により補正レンズ群3を駆動する。
【0019】
フォーカスレンズ位置センサ17は、不図示のパルス板とフォトインタラプタによりフォーカス駆動用モータ18の回転状態を検出し、この検出結果をレンズ制御CPU20に入力する。
【0020】
フォーカスレンズゾーン位置センサ21には、例えば平面または曲面上に配置した電極上をブラシが移動しフォーカスレンズ群4の位置を検出するスイッチが設けられており、この検出結果をレンズ制御CPU20に入力する。
【0021】
同様にズームレンズ位置センサ22には、例えば平面または曲面上に配置した電極上をブラシが移動しズームレンズ群2の位置を検出するスイッチが設けられており、この検出結果をレンズ制御CPU20に入力する。
【0022】
レンズ内通信回路23は、カメラ内通信回路47と接点を介して電気的に通信したり、LEDやフォトトランジスタ等を用いることにより光を用いて通信したり、コイル等の磁気的結合を用いて通信したり、電波を用いて無線で通信する。
【0023】
レンズ内電力供給回路24への電力の供給は、このレンズ内電力供給回路24とカメラ内電力供給回路48とを接点を介して電気的に接続したり、コイル等で磁気的に結合したりすることで可能とされている。
【0024】
レンズ制御CPU20は、カメラ制御CPU31、レンズ内通信回路23及びカメラ内通信回路47と通信することにより、レンズ側の各種動作を制御する。なお、レンズ制御CPU20内には、レンズの製品の種類等を示すIDデータ、自動露出制御用のAE用光学データ、自動焦点調節用のAF用光学データ及び分光透過率データを含む画像処理用光学データが格納されている。
【0025】
さらに、ズームレンズフォーカスレンズ群4の位置とズームレンズ群2の位置で光学情報が変わる場合は、フォーカスレンズゾーン位置センサ21にて検出されるフォーカスレンズ群の位置及びズームレンズ位置センサ22にて検出されるズームレンズ群2の位置に応じたこの光学情報をカメラ制御CPU31に通信する。
【0026】
カメラ制御CPU31は、カメラ側の各種動作を制御するとともにレンズ側のレンズ制御CPU20、カメラ内通信回路47と通信することによりレンズの各種動作を制御する。カメラ制御CPU31内には、すでに製造したレンズに関して必要な光学データと設計値、製造時測定した撮像素子28の各画素の感度に関する補正データを格納してある。カメラ制御CPU31とレンズ制御CPU20とによりフォーカス制御手段が構成される。
【0027】
30はカメラおよびレンズの駆動用電源となる電池である。
【0028】
29は外部入力端子32から供給される電流により電池30を充電するとともに電池30の電源を所定電圧に安定化させ制御回路に供給する安定化電源である。
【0029】
46はスイッチ部材の操作状況をカメラ制御CPU31に伝達するスイッチ制御回路である。
【0030】
ここでいうスイッチ部材とは、測光及び焦点検出開始用のスイッチ(S1)49、撮影開始用のレリーズスイッチ(S2)50、電源スイッチ51と動画・静止画切替えスイッチ52、スポーツ・モード、ポートレイト・モード、風景撮影モード、クローズアップ・モード、夜景撮影モード、プログラムAE、シャッター優先AE、絞り優先AE、マニュアル露出、深度優先AE等の撮影モードを切替える撮影モード設定スイッチ53、合焦してから画像を蓄積するワンショットAFモードと移動する被写体に焦点位置を合わせ続けるサーボAFモードAF、合焦後の被写体が移動するとその移動に合わせ焦点位置を変更するAIフォーカス・モード等のAFモードを切替えるAFモード・スイッチ54、セルフタイマー撮影、リモコン撮影、一枚撮影、連続撮影、時刻優先連続撮影、AF優先連続撮影等の撮影モードを切替える撮影モード・スイッチ55のことを示している。
【0031】
26は撮像素子でのエリアジングを防止する光学ローパスフィルタである。
【0032】
27は光学ローパスフィルタ26の装着状況を検出する光学ローパスフィルタ検出部である。カメラ制御CPU31は光学ローパスフィルタ26の有無が表示素子45に表示されるように制御する。また、カメラ制御CPU31はスイッチ制御回路46の設定により光学ローパスフィルタ2の有無により後述する画像処理方法を一部変更するように制御することもある。
【0033】
28は撮像素子であり、レンズ1により得られた被写体像を撮像する。また、この撮像素子28を用いて、特開平2001−83407に記載されているように、位相差検出方式の焦点検出と受光光量検出とを行うことができる。
【0034】
33は撮像素子28の各画素を水平駆動、垂直駆動させるドライバ回路であり、このドライバ回路33からの出力により撮像素子28を駆動させて画像信号が出力される。
【0035】
34はCDS回路で撮像素子28の出力信号の雑音を除去し、AGC回路で出力信号の増幅度を調整するCDS/AGC回路である。
【0036】
35はカメラ制御CPU31に制御され、全体の駆動タイミングを決定するタイミングジェネレータ(TG)である。画像処理は決められた動作を短時間で実施する必要があるため、カメラ制御CPU31だけでなく短い時間の管理をタイミングジェネレータ35により行う。
【0037】
なお、CDS/AGC回路34も同様に、カメラ制御CPU31とタイミングジェネレータ35の出力により制御される。
【0038】
36はAD変換回路で、カメラ制御CPU31とタイミングジェネレータ35の出力により、CDS/AGC回路34の出力をAD変換し、各画素のデジタルデータとして出力する。
【0039】
37はフレームメモリで、AD変換回路36の出力を格納する。さらに、連続撮影等の場合は、全ての各画素データをフレームメモリ37に一時的に格納する。また、動画撮影の場合は一部の各画素データをフレームメモリ37に一時的に格納する。38はカメラDSPで、カメラ制御CPU31とタイミングジェネレータ35の出力により、AD変換回路36の出力やフレームメモリ37に格納した各画素データからRGBの各色信号を生成する。このときレンズの画像処理用データを用いて画像処理を行う。
【0040】
39はビデオメモリで、表示素子45の表示に適した画像データを格納する。スイッチ制御回路46が操作された場合、カメラ制御CPU31とタイミングジェネレータ35の出力により、カメラDSP38で作成した画像データを格納し、表示素子45に表示する。表示素子45は表示用光源44とともに表示駆動部40により駆動される。
【0041】
41はワークメモリで、カメラDSP38が画像処理を行った出力を格納する。
【0042】
42は圧縮・伸張部で、カメラ制御CPU31とタイミングジェネレータ35の出力により、所定の圧縮フォーマットに基づきデータの圧縮と伸張を行う。
【0043】
43は不揮発性メモリで、圧縮・伸張部42で圧縮したデータを格納する。例えば、フラッシュメモリ等の半導体メモリや、ハードディスク、磁気テープを用いた磁気メモリ等の不揮発性メモリを使用する。
【0044】
また、不揮発性メモリ43に格納した撮影済みの圧縮画像データを観察する場合は、圧縮・伸張部42で通常の撮影各画素のデータに伸張し、ビデオメモリ39へ格納し、表示駆動部40により駆動し、表示素子45に表示する。
【0045】
撮影時の処理は、短時間で実行可能となるように構成しており、撮影後すぐにワークメモリ41から不揮発性メモリ43へデータを格納するとともに、表示駆動部40により駆動して表示素子45で表示を行うことができる。
【0046】
音声記録部56は動画時、静止画撮影時に音声をデジタルデータに変換し、不揮発性メモリ43に記録する。
【0047】
次に、カメラ・レンズ間の通信の例について説明する。
【0048】
この通信の内容には、レンズの種類、製品バージョン、機能のデータを含むレンズ固有データの受信要求命令や撮影レンズのIS敏感度、IS誤差補正量等のIS用光学データ受信要求命令や撮影レンズの焦点距離、AF敏感度AF誤差補正量等のAF用光学データの受信要求命令や撮影レンズの開放f値、最小絞り値、絞り段数等のAE用光学データの受信要求命令や補正レンズ3の固定、固定解除命令や補正レンズ3の駆動方向、駆動量設定命令やデフォーカス量の設定命令(フォーカスレンズ群4の移動方向と移動量の指示値)や絞り5の駆動方向、駆動量設定命令等が含まれる。
【0049】
次に、レンズ側の像ぶれ補正動作について説明する。レンズとカメラ間の通信により撮影レンズ内の像ぶれ補正に関するデータ(以下、IS用光学データという)をカメラ制御CPU31が取得する。カメラ制御CPU31はIS用光学データとカメラDSP47からの出力とに基づいて像ぶれ補正駆動量を演算し、この演算結果をレンズ制御CPU20に通信する。レンズ制御CPU20は、像ぶれ補正制御回路16により像ぶれ補正モータ14、15を駆動し、カメラ制御CPU31の設定値どおりの移動量となるように補正レンズ群3を駆動する。
【0050】
次に、レンズのフォーカス駆動動作について説明する。レンズとカメラ間の通信によりレンズ内のフォーカスに関するデータ(以下、AF用光学データという)をカメラ制御CPU31が取得する。カメラ制御CPU31はAF用光学データと撮像素子28の位相差方式の焦点位置検出とに基づいてデフォーカス量を演算する。そして、この演算結果(デフォーカス量)をレンズ側のレンズ制御CPU20に通信する。
【0051】
レンズ制御CPU20は、デフォーカス量、AF用光学データ及び動画・静止画情報によりフォーカスレンズ群4の駆動量、駆動速度を演算し、この演算結果に基づきモータ制御回路19を介してフォーカス駆動モータ18を回転駆動させ、フォーカスレンズ群4を移動させる。
【0052】
次に、レンズ側の絞り駆動動作について説明する。レンズ制御CPU20とカメラ制御CPU31の通信によりレンズの明るさと絞り5に関するデータ(以下、AE用光学データという)とをカメラ制御CPU31が取得する。カメラ制御CPU31は、AE用光学データと撮像素子28の受光光量出力とに基づいて、絞り5の開口径を演算し、この演算結果をレンズ制御CPU20に通信する。レンズ制御CPU20は絞り制御回路8により絞りモータ7を駆動し、カメラ制御CPU31が設定したとおりの開口径となるように絞り5を駆動する。
【0053】
次に、図2に示すカメラのメインルーチンのフローチャートに沿って本実施形態のカメラの動作制御を説明する。
【0054】
ステップ(図中では「S」と省略する)100でスタートすると、ステップ101でカメラ内通信回路47がレンズ内通信回路23と通信を行うことにより、レンズがカメラに装着されたかが確認される。レンズの装着が検知された場合、ステップ102へ進み、カメラ制御CPU31が動画・静止画切替えスイッチ52の設定、モード・スイッチ53、撮影モード・スイッチ55の設定等により、記録される画像を動画画像とするか静止画像とするかを判断する。
【0055】
動画撮影の場合はステップ103へ進み、動画撮影を示す情報をレンズに送信する。静止画撮影の場合はステップ104へ進み、静止画撮影を示す情報をレンズに送信する。
【0056】
次に、ステップ105では、カメラ制御CPU31は、レンズ制御CPU20からのレンズ種類情報、レンズ機能の有無情報、画像処理用データ、像ぶれ補正用データ、AF用データ、AE用データ等のレンズ情報を受信する。
【0057】
ステップ106では、カメラ制御CPU31は、S1スイッチが押されたかどうかを検出し、押された場合はステップ107へ進み、像ぶれ補正を行う。押されなかった場合はステップ101に戻る。
【0058】
ステップ107では、カメラ制御CPU31は、ステップ105で受信されたレンズデータに含まれるIS用光学データを使用して、撮像素子28上に結像される被写体像のぶれを少なくするようにレンズ制御CPU20に補正レンズ群3の駆動命令を送信して、像ぶれ補正を行わせる。本実施形態では、S1スイッチが押されている間、像ぶれを補正しているが、S2スイッチが押されている間に行われるようにしてもよい。
【0059】
なお、補正レンズ群3が固定されている場合は、補正レンズ固定状態センサ9の出力により、固定機構駆動回路13を介して固定機構12を駆動させて補正レンズ群3の固定を解除する。
【0060】
ステップ108では、カメラ制御CPU31は、レンズ内又はカメラ内に搭載されたレンズのAE用光学データと撮像素子28のAE出力とに基づいて測光動作を行う。
【0061】
ステップ109では、カメラ制御CPU31は、AF用光学データと撮像素子28の位相差検出方式の焦点検出結果とに基づいて撮影レンズのデフォーカス量を演算し、この演算結果(デフォーカス量)をレンズ制御CPU20に通信する。レンズ制御CPU20は、デフォーカス量とAF用光学データと動画・静止画情報とに基づいてフォーカスレンズ群4の駆動量、駆動速度を演算し、この演算結果に応じてモータ制御回路19を介してフォーカス駆動モータ18が駆動されるように制御する。また、詳細は後述するがモータ18の回転に伴いフォーカスレンズ群4は移動する。
【0062】
次に、ステップ110では、カメラ制御CPU31は、S2スイッチ50がONされたか否かを検出する。S2スイッチ50がONであるときは、ステップ111に進み、カメラがレリーズ動作中であることをレンズ制御CPU20に通信する。ステップ112においては、ステップ108での測光結果に基づいてレンズ制御CPU20に通信を行い、絞り5を設定値まで移動させる。
【0063】
ステップ113では、記録する画像を蓄積し、ステップ114では通信で得られたレンズの画像処理用データを用いて画像処理を行い、画像データを前述した通りに記録する。
【0064】
ステップ115では、不揮発性メモリの未記録容量があるかどうか判定される。そして、未記録容量がある場合はステップ101へ戻り、未記録容量がない場合はステップ116へ進む。
【0065】
ステップ116では、カメラ制御CPU31は、記録容量がないことを不図示の表示部に表示し、メインフローを終了する(ステップ117)。
【0066】
次に、図3のフローチャートを用いて、カメラから通信により命令を受けるレンズの動作制御について説明する。
【0067】
カメラから通信により命令を受けると、レンズ制御CPU20はステップ201より動作を開始し、ステップ202以降において、カメラからの命令を解析する。
【0068】
まず、ステップ202においては、レンズ制御CPU20は、カメラから、ステップ103での命令又はステップ104での命令、すなわちカメラが記録する画像が動画であるか静止画であるかの情報を受信する。この情報が受信された場合、ステップ203へ進み、動画静止画用のデータをカメラに送信した後、ステップ202へ戻る。一方、動画画像であるか静止画像であるかの情報を受信しなかった場合には、ステップ204へ進む。
【0069】
ステップ204では、レンズ制御CPU20は、カメラからの命令がステップ105の命令か否か、即ち画像処理用光学データの受信要求命令を示すものであるか否かを判定する。画像処理用光学データの受信要求命令を示すものである場合には、ステップ205へ進み、画像処理用光学データをカメラに送信した後、ステップ202へ戻る。一方、画像処理用光学データの受信要求命令を示すものでない場合には、ステップ206へ進む。
【0070】
ステップ206では、レンズ制御CPU20はカメラからの命令がステップ105の命令か否か、即ちIS用光学データの受信要求命令を示すものであるか否かを判定する。IS用光学データの受信要求命令を示すものである場合には、ステップ207へ進み、IS用光学データをカメラに送信し、その後ステップ202へ戻る。一方、IS用光学データの受信要求命令を示すものでない場合には、ステップ208へ進む。
【0071】
ステップ208では、レンズ制御CPU20は、カメラからの命令がステップ105の命令か否か、即ちAF用光学データの受信要求命令を示すものであるか否かを判定する。AF用光学データ受信要求命令を示すものである場合には、ステップ209に進み、AF用光学データをカメラに送信し、その後ステップ202へ戻る。一方、AF用光学データの受信要求命令を示すものでない場合には、ステップ210へ進む。
【0072】
ステップ210では、レンズ制御CPU20は、カメラからの命令がステップ105の命令か否か、即ちAE用光学データの受信要求命令を示すものであるかを判定する。AE用光学データの受信要求命令を示すものである場合には、ステップ211へ進み、AE用光学データをカメラに送信し、その後ステップ202へ戻る。一方、AE用光学データの受信要求命令を示すものでない場合には、ステップ212へ進む。
【0073】
ステップ212では、レンズ制御CPU20は、カメラからの命令がステップ107の命令か否か、即ち、像ぶれ補正レンズ固定機構駆動と補正レンズ駆動等のIS駆動命令を示すものであるか否かを判定する。IS駆動命令を示すものである場合には、ステップ213へ進み、IS駆動を実行し、その後ステップ202へ戻る。一方、IS駆動命令を示すものでない場合には、ステップ214へ進む。
【0074】
ステップ214では、レンズ制御CPU20は、カメラからの情報がステップ109の情報か否か、即ち、デフォーカス量を示すものであるか否かを判定する。デフォーカス量を示すものであればステップ215へ進み、ステップ202で受信したデータが動画撮影を示すものか静止画撮影を示すものかを判定する。
【0075】
動画撮影を示すものである場合には、ステップ216へ進み、デフォーカス量とAF用光学データとに基づいてフォーカスレンズ群4の駆動量、駆動速度を演算し、この演算結果に基づきモータ制御回路19を介してフォーカス駆動モータ18を回転駆動してフォーカスレンズ群4を移動させ、一定時刻毎に撮影する動画撮影に適したAF駆動を行う。この動作終了後は、ステップ202へ戻る。また、静止画撮影を示すものである場合には、ステップ217へ進む。
【0076】
ステップ217では、レンズ制御CPU20は撮影モード・スイッチ55等の設定により時刻優先撮影モード(合焦する前に撮影するモード)かAF優先撮影モード(合焦した後に撮影するモード)かを判断する。
【0077】
そして、時刻優先撮影の場合には、ステップ218へ進み、時刻優先AF駆動を行い、AF優先撮影の場合には、ステップ219へ進み、AF優先AF駆動を行う。この動作終了後は、ステップ202へ戻る。
【0078】
一方、ステップ214において、カメラからの情報がデフォーカス量を示すものでない場合には、ステップ220へ進む。
【0079】
ステップ220では、レンズ制御CPU20は、カメラからの命令がステップ112の命令か否か、即ち、絞り駆動命令を示すものであるか否かを判定する。絞り駆動命令を示すものである場合には、ステップ221へ進み、絞り5を開閉することにより絞り駆動を実行し、その後、ステップ202へ戻る。一方、絞り駆動命令を示すものでない場合には、ステップ222へ進む。
【0080】
ステップ222では、レンズ制御CPU20は、カメラからの命令がステップ111の命令か否か、即ち、カメラがレリーズ中であることを示す命令であるか否かを判定する。カメラがレリーズ中である場合には、ステップ223へ進み、ステップ218の時刻優先AF駆動中にAF駆動を停止させ、画像をカメラに蓄積できるようにして、AF駆動処理をレリーズ中の処理に合ったものとする。この動作が終了した後は、ステップ202へ戻る。一方、カメラがレリーズ中でない場合には、ステップ224へ進む。
【0081】
ステップ224では、カメラからの命令がその他の命令、例えば他の光学情報要求命令であれば、この光学情報をカメラへ送信し、その後ステップ202へ戻る。
【0082】
動画撮影時には画像蓄積の時間間隔が一定であるため、静止画撮影時の時刻優先と同様に時刻優先で画像蓄積できるようにAF駆動を実行する。すなわち、図3のステップ202でレンズ制御CPU20が受信した情報が動画撮影である場合は、ステップ216において動画撮影に適したAF駆動を行う。
【0083】
図4はAF駆動の状況を説明する図で、図4(a)における縦軸はフォーカスレンズ群4の焦点位置及び被写体の位置を、横軸は時刻を示している。また、実線は被写体の位置、点線はフォーカスレンズ群4の焦点位置を示す。
【0084】
図4(b),(c)は図4(a)でのレンズの動作を説明する図で、図4(b)は図4(a)の時間を拡大し、主にカメラ制御CPU31の動作を示す。図4(c)は、同様に図4(a)の時間を拡大し、主にレンズ制御CPU20の動作とフォーカスレンズ群4の移動による像面での焦点の移動速度を示す。
【0085】
図4(a)に示すように、被写体は、時刻t1〜t5において位置x3で静止し、時刻t6〜t7において位置X5まで移動している。
【0086】
カメラ制御CPU31は図4(b)、(c)に示すように、時刻ta〜tbで電荷の蓄積、時 刻tb〜tcで演算・通信、時刻tj〜tkで画像蓄積・記録を行っている。
【0087】
なお、フォーカスレンズ群4の移動中にも時刻td〜te、tf〜tg、th〜tiで蓄積、時刻te〜tf、tg〜thで演算・通信を行っている。
【0088】
レンズ制御CPU20は図4(c)に示すように、時刻tb〜tcで演算・通信、時刻tc〜tdでフォーカスレンズ群4の加速、時刻te〜tf、tg〜thで演算・通信、時刻ti〜tjでフォーカスレンズ群4の減速と停止、時刻tj〜tkで演算・通信を行っている。
【0089】
フォーカスレンズ群4の焦点位置を図4(a)の点線に沿って説明する。時刻t1〜t2は図4(b),(c)の時刻ta〜tcに相当する。このときフォーカスレンズ群4は所定の位置で停止しており、カメラ制御CPU31は撮像素子28に被写体像が蓄積されるように制御している。また、そのAFデータをもとに時刻tb〜tcでレンズ制御CPU20はデフォーカス量とAFデータと動画撮影情報または静止画撮影情報を元にAF演算を実行する。レンズ制御CPU20は時刻t2にフォーカスレンズ群4の移動を開始させ、時刻tc〜tdにフォーカスレンズ群4が加速されるように制御する。
【0090】
フォーカスレンズ群4の移動速度が一定になると、蓄積する像データの中心をフォーカスレンズ群4の移動時間の中心として得ることができるので、カメラ制御CPU31は時刻td〜teで再度蓄積を行う。カメラ制御CPU31とレンズ制御CPU20は時刻te〜tfで再度AF演算と通信を行うことにより、被写体位置により近い位置でのAFデータを得ることが可能となり、より精度の高い焦点検出を行うことができる。時刻td〜tfまで行われる制御は、時刻tf〜tiまで繰り返される。
【0091】
レンズ制御CPU20は、時刻ti〜tjでフォーカスレンズ群4が減速され、停止されるよ うに制御する。
【0092】
カメラ制御CPU31は、時刻tj〜tkで画像蓄積と記録が行われるように制御する。
【0093】
以上が静止した被写体を撮影する場合の静止画撮影時のAF駆動である。次に、時刻t5〜t8において、被写体が移動している場合を説明する。
【0094】
この場合でも図4(a)の時刻t7で実線と点線が交わり、合焦することがわかる。したがって、時刻t1〜t4までと同様の動作でAF駆動を行うことができる。
【0095】
なお、被写体の移動速度を考慮した位置にフォーカスレンズ群4の位置を設定する必要がある。
【0096】
図5は、図4から被写体の輝度が低い場合、被写体のコントラストが低い場合等の条件により蓄積時間が長くなった場合を示す。
【0097】
被写体が静止した場合、図4と同じ距離x3−x1だけ移動するため、蓄積時間の延長分、蓄積開始から画像蓄積終了までの時間t12−t9は時間t4−t1に比べ長くなっている。
【0098】
また、図4(b)、(c)において、AF駆動に寄与する蓄積を3回実行できたのに対し、図5の場合は2回と減り、しかも最後の蓄積時刻の中心は停止時刻から離れている。これにより、停止位置から見て離れた位置で蓄積された像情報を用いることになるため、フォーカスレンズ群4の停止精度を悪化させることになる。
【0099】
次に、被写体が移動している場合の時刻t13〜t18の動作を説明する。動画・静止画切替えスイッチ52の設定が静止画撮影で、撮影モード・スイッチ55の設定がAF優先である場合、時刻t17までは、フォーカスレンズ群4の焦点位置を示す点線l1は被写体位置を示す実線に交わることが無いため、被写体に追いつけない(合焦できない)ことが分かる。時刻t17〜t18で合焦位置に到達したのでレンズ制御CPU20はフォーカスレンズ群4を停止し(点線l3)画像蓄積を行う。その後、被写体が移動しているので、次の画像蓄積の為にレンズ制御CPU20はフォーカスレンズ群4を点線l4に沿って移動する。
【0100】
動画・静止画切替えスイッチ52の設定が静止画撮影で、撮影モード・スイッチ55の設定が時刻優先である場合、時刻t15でカメラ制御CPU31からレンズ制御CPU20にレリーズ開始である旨の通信があり、レンズ制御CPU20はそれを受けてフォーカスレンズ群4を停止し(点線l2)、カメラ制御CPU31は画像蓄積を実行する。その後、被写体が移動しているので、レンズ制御CPU20はフォーカスレンズ群4を点線l4に沿って移動する。
【0101】
動画・静止画切替えスイッチ52の設定が動画撮影であって、時刻t15〜t16で画像を蓄積する必要がある場合、カメラ制御CPU31は、時刻t15に画像を蓄積し、レンズにレリーズ中であることが通信されるように制御する。この際、レンズ制御CPU20はフォーカスレンズ群4を、画像蓄積に影響がない程度にフォーカスレンズ群4を移動させつづける(点線l2’)。この場合、フォーカスレンズ群4は合焦位置から離れていくが、時刻t15からt16で画像蓄積を行う。その後、フォーカスレンズ群4を被写体位置(合焦位置)に徐々に追いつくように、点線l4に示すように駆動する。
【0102】
以上のように、カメラ制御CPU31が、動画又は静止画撮影に関する選択情報を通信することにより、レンズ制御CPU2は動画撮影と静止画撮影とにそれぞれ適したAF駆動を行うことができる。
【0103】
(第2実施形態)
動画撮影の場合は音声記録を伴う場合があるため、AF駆動時の騒音についても考慮する必要がある。
【0104】
本実施形態では、図3に示すステップ216の動作に特徴がある。具体的には、動画撮影の場合、ステップ216へ進み、デフォーカス量とAF用光学データとによりフォーカスレンズ群4の駆動量、駆動速度を演算する。そして、この演算結果に基づきフォーカス駆動モータ18をモータ制御回路19を介して回転駆動させ、フォーカスレンズ群4を移動させる。これにより、一定時刻毎に撮影する動画撮影に適したAF駆動が可能になるとともに静粛性を優先する動画撮影に適したAF駆動を行う。
【0105】
図6は、図4(a)に相当するグラフであり、静止画情報を受信した場合を示す。実線l10は被写体位置を示し、点線l11〜l21はフォーカスレンズ群4の焦点位置を示す。特にl17〜l18は時刻優先時の動作を示し、l19〜l21はAF優先時の動作を示す。
【0106】
l11:時刻t20〜t21では、l10とl11が交わっているので合焦していることを示している。レンズ制御CPU20からカメラ制御CPU31にフォーカスレンズ群4が停止した事を通信し、カメラ制御CPU31は、AF演算により合焦であることを確認し画像蓄積を行う。その後時刻t21〜t22でAF演算を行う。
【0107】
l12:時刻t22〜t23では時刻t21〜t22でのAF演算結果に基づきフォーカスレンズ群4を移動する。しかしながら、蓄積したデータの誤り等により被写体位置より離れてしまった事を示している。
【0108】
l13:カメラ制御CPU31は非合焦であることを確認すると、時刻t23〜t24でl12で行き過ぎた分を補正するように逆方向にフォーカスレンズ群4を移動する。
【0109】
l14:レンズ制御CPU20からカメラ制御CPU31にフォーカスレンズ群4が停止したことを通信し、カメラ制御CPU31は、AF演算により合焦であることを確認し、時刻t24〜t25で画像蓄積を行う。
【0110】
l15:時刻t25〜t26で再度フォーカスレンズ群4を駆動するが、l12と同様に被写体位置から離れてしまっている。
【0111】
l16:時刻t26〜27では、カメラ制御CPU31は非合焦であることを確認すると、l13と同様に行き過ぎた分を補正するために逆方向にフォーカスレンズ群4を移動させるが、戻しすぎてしまい、合焦位置時から離れてしまっている。この先で、時刻優先の場合とAF優先の場合で動作が変わる。
【0112】
まず時刻優先AFの場合を説明する。
【0113】
l17:カメラ制御CPU31は非合焦であるが、時刻優先であるので、レンズ制御CPU2にレリーズ中である旨の通信を行い、フォーカスレンズ群4を停止させ、時刻t27〜t29で画像蓄積を実行する。
【0114】
l18;カメラ制御CPU31は画像蓄積を終了したので、レンズ制御CPU2にAF駆動通信を行い、時刻t29〜フォーカスレンズ群4を移動する。
【0115】
次に、AF優先の場合を説明する。
【0116】
l19:カメラ制御CPU31は非合焦であるので、AF演算結果にあわせて、レンズ制御CPU2に通信し、時刻t27〜t28で再度フォーカスレンズ群4を合焦位置に移動する。
【0117】
l20:レンズ制御CPU20からカメラ制御CPU31にフォーカスレンズ群4が停止したことを通信し、カメラ制御CPU31は、AF演算により合焦であることを確認し、時刻t28〜t30で画像蓄積を行う
音声記録をAF駆動と同時に行わない静止画の場合では、l12、l13、l15、l16等のようにフォーカスレンズ群4を時刻当り移動量が大きい、即ち、図中傾きが大きい駆動音の大きな高速度で移動することができる。また、記録する画像データには行き過ぎたこと等は記録されないので、行き過ぎ、戻し等を繰り返す事をしても問題ない。
【0118】
次に、動画撮影の動作を説明する。図7は動画撮影時のAF駆動を示す。l30は被写体の位置を示し、l31はフォーカスレンズ群4の焦点位置を示す。
【0119】
カメラ制御CPU31は、フォーカスレンズ群4を停止すること無く、時刻t31〜t32で画像蓄積を実行している。図4、5、6の例と違って、加速減速を繰り返すと駆動騒音が大きくなるため、レンズ制御CPU20は画像蓄積中もフォーカスレンズ群4をほぼ一定速度で駆動している。
【0120】
カメラ制御CPU31は、AF演算結果から、時刻t33〜t35では被写体位置から離れてしまっていることを検出しているが、動画撮影時はスムーズな画像再生を行うための一定時間間隔で画像蓄積を行う必要があるので、時刻t34〜t35では画像蓄積を行う。このとき、カメラ制御CPU31はレンズ制御CPU2にレリーズ中である旨の通信を行うが、動画記録中であるのでフォーカスレンズ群4を停止させない。
【0121】
カメラ制御CPU31は、時刻t34〜t35での画像蓄積に応じたAF演算結果(前回のAF演算結果)に基づいて、レンズ制御CPU2にAF駆動に関する通信を行い、時刻t35からt36では急激な加速減速を行わないように徐々に被写体位置に近づけている。
【0122】
また、カメラ制御CPU31は、一定時間間隔で画像蓄積を行うため、時刻t37〜t38で画像蓄積を実行する。
【0123】
以上のように、動画撮影時にはカメラ制御CPU31からのデフォーカス量情報に合わせて駆動するのではなく、前回のデフォーカス量とフォーカスレンズ群4の焦点位置に基づいてAF演算を行い、滑らかにフォーカスレンズ群4を駆動する。
【0124】
(第3実施形態)
本実施形態は、動画撮影専用のカメラの動作を示している。
【0125】
図8は第3実施形態を示す図で、第1実施形態を示す図1に相当する。図1との違いは、動画・静止画切替えスイッチ52を削除した事である。
【0126】
また、図9は第3実施形態を示す図で、第1実施形態の図2に相当する。図2との違いは、ステップ102とステップ104を削除し、ステップ103の代わりにステップ303を設けたことである。なお、ステップ303は、ステップ103と同様な動作で、動画撮影を示す情報をレンズに送信する。
【0127】
(第4実施形態)
本実施形態は、静止画撮影専用のカメラの動作を示している。図10は第4実施形態を示す図で、第1実施形態の図2に相当する。
【0128】
図2との違いは、ステップ102とステップ104を削除し、ステップ103の代わりにステップ403を設けたことである。ステップ403は、ステップ104と同様な動作で、静止画撮影を示す情報をレンズに送信する。
【0129】
なお、上記各実施形態では、レンズ交換式のカメラシステムについて説明したが、本発明は、レンズ一体型のカメラにも適用することができる。
【0130】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、静止画撮影時および動画撮影時にそれぞれ最適なフォーカス制御を行うことができる。
【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システムの構成図である。
【図2】上記第1実施形態のカメラ側の処理を示すフローチャートである。
【図3】上記第1実施形態のレンズ側の処理を示すフローチャートである。
【図4】上記第1実施形態におけるAF駆動の状況を説明する図である。
【図5】上記第1実施形態におけるAF駆動の状況を説明する図である。
【図6】本発明の第2実施形態である静止画撮影時のAF駆動の状況を説明する図である。
【図7】本発明の第2実施形態である動画撮影時のAF駆動の状況を説明する図である。
【図8】本発明の第3および第4実施形態であるカメラシステムの構成図である。
【図9】上記第3実施形態のカメラ側の処理を示すフローチャートである。
【図10】上記第4実施形態のカメラ側の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 レンズ鏡筒
4 フォーカスレンズ群
20 レンズ制御CPU
25 カメラ本体
28 撮像素子
31 カメラ制御CPU
34 CDS/AGC回路
38 カメラDSP
49 S1スイッチ
50 S2スイッチ
52 動画・静止画切替えスイッチ
53 撮影モード設定スイッチ
54 AFモード・スイッチ
55 撮影モード・スイッチ
Claims (11)
- 撮像素子による静止画撮影と動画撮影の選択が可能なカメラと、フォーカスレンズを含む撮影光学系を有し、前記カメラに対して着脱可能に装着されるレンズ装置とを有するカメラシステムであって、
前記撮像素子の出力を用いて前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
前記焦点検出手段による検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動するフォーカス制御を行うフォーカス制御手段とを有し、
前記フォーカス制御手段は、静止画撮影用のフォーカス制御と動画撮影用のフォーカス制御とを選択的に行うことを特徴とするカメラシステム。 - 前記フォーカス制御手段は、静止画撮影時には、前記フォーカスレンズを停止させて前記撮像素子による画像蓄積動作を行わせ、動画撮影時には、前記フォーカスレンズが移動している状態での前記撮像素子による画像蓄積動作を許容することを特徴とする請求項1に記載のカメラシステム。
- 前記フォーカス制御手段は、静止画撮影時には、前記焦点検出手段による現時点での検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動し、動画撮影時には、前記焦点検出手段による現時点よりも前の時点での検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項1に記載のカメラシステム。
- 撮像素子による静止画撮影と動画撮影の選択が可能なカメラであって、
フォーカスレンズを含む撮影光学系と、
前記撮像素子からの出力を用いて前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
前記焦点検出手段による検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動するフォーカス制御を行うフォーカス制御手段とを有し、
前記フォーカス制御手段は、静止画撮影用のフォーカス制御と動画撮影用のフォーカス制御とを選択的に行うことを特徴とするカメラ。 - 前記フォーカス制御手段は、静止画撮影時には、前記フォーカスレンズを停止させて前記撮像素子による画像蓄積動作を行わせ、動画撮影時には、前記フォーカスレンズが移動している状態での前記撮像素子による画像蓄積動作を許容することを特徴とする請求項4に記載のカメラ。
- 前記フォーカス制御手段は、静止画撮影時には、前記焦点検出手段による現時点での検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動し、動画撮影時には、前記焦点検出手段による現時点よりも前の時点での検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項4に記載のカメラ。
- 撮像素子による静止画撮影と動画撮影の選択が可能なカメラに対して着脱可能に装着され、前記カメラとの間で通信が可能なレンズ装置であって、
フォーカスレンズを含む撮影光学系と、
前記カメラから、前記撮影光学系の焦点調節状態の検出結果を示す情報を受信し、該受信した情報に基づいて前記フォーカスレンズを駆動するフォーカス制御を行うレンズ制御手段とを有し、
前記レンズ制御手段は、前記カメラから静止画撮影と動画撮影の選択情報を受信し、該選択情報に応じて、静止画撮影用のフォーカス制御と動画撮影用のフォーカス制御とを選択的に行うことを特徴とするレンズ装置。 - 前記レンズ制御手段は、静止画撮影時には、前記カメラにおいて前記撮像素子による画像蓄積動作が行われる際に前記フォーカスレンズを停止させ、動画撮影時には、前記撮像素子による画像蓄積動作が行われる際の前記フォーカスレンズの移動を許容することを特徴とする請求項7に記載のレンズ装置。
- 前記レンズ制御手段は、静止画撮影時には、前記カメラから受信した前記焦点調節状態の現時点で検出結果を示す情報に基づいて前記フォーカスレンズを駆動し、動画撮影時には、前記カメラから受信した前記焦点調節状態の現時点よりも前の時点での検出結果と前記位置検出手段による現時点での検出結果とに基づいて前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項7に記載のレンズ装置。
- 撮像素子による静止画撮影と動画撮影の選択が可能であり、静止画撮影用のフォーカス制御と動画撮影用のフォーカス制御とを選択的に行うレンズ装置が着脱可能に装着され、前記レンズ装置との通信が可能なカメラであって、
前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
前記焦点検出手段による検出結果を示す情報および静止画撮影と動画撮影の選択情報を前記レンズ装置に送信するカメラ制御手段とを有することを特徴とするカメラ。 - 請求項7から9のいずれか1項に記載のレンズ装置と、請求項10に記載のカメラとを有することを特徴とするカメラシステム。
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