JP2006189580A - カメラの合焦制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズ特性等に基づいて適当な合焦位置を定めることを可能にし、また合焦の基準位置を所望の位置に調整することを可能にするカメラ用の合焦制御装置を提供する。
【解決手段】 撮影レンズ２２を透過した光の結像位置ＰとＣＣＤの撮像面３４Ｓとの差分距離ΔＬが、撮影レンズ２２の焦点距離に相当する撮影レンズ２２と撮像面３４Ｓとの距離Ｌに対する割合である像面湾曲率を示す像面湾曲データに基づいて、デジタル信号処理回路が、撮像面３４Ｓの全領域についての像面湾曲率の平均値である平均像面湾曲率を算出する。平均像面湾曲率に基づいて、撮影レンズ２２を、撮像面３４Ｓの中心を基準にピントをあわせるズーム位置から撮像面３４Ｓ側に移動させる。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、カメラの合焦制御装置に関し、特に、レンズの特性等に応じて合焦位置を調整するための合焦制御装置に関する。

ＡＦカメラにおいて撮影領域の中心を基準にして合焦させると、撮影レンズの像面湾曲により、撮影領域の周辺部ではピントのぼけが大きくなる。このため従来、撮影レンズに固有の像面湾曲情報に基づいて、合焦位置を調整する一眼レフカメラが知られている（例えば特許文献１）。このカメラにおいては、レンズ鏡筒側の記録媒体に予め記録させておいた像面湾曲情報に基づいて、合焦の基準となる位置を撮影領域の中心から周辺部にずらすことにより、合焦範囲が広い画像を得ている。
特開２００３−１２１９１３号公報（図２、段落［００５０］〜［００５３］等参照）

レンズの像面湾曲は、絞り値等によっても左右されるため、レンズに特有の像面湾曲情報のみに基づいて合焦位置を調整する場合、適当な合焦位置が正確に定められない場合がある。また、合焦の基準となる位置を自動的に補正可能な従来のカメラにおいても、被写体の状況等に応じて、合焦の基準となる位置を撮影領域の中心から周辺部にどの程度ずらすかを調整することはできない。

本発明は、レンズの像面湾曲特性等に基づいて適当な合焦位置を定めることを可能にし、また合焦の基準位置を所望の位置に調整することを可能にするカメラ用の合焦制御装置を実現することを目的とする。

本発明の合焦制御装置は、カメラ用の合焦制御装置である。合焦制御装置は、撮影レンズを透過した光の結像位置と撮像面の差分距離と、撮影レンズの焦点距離との比を示す像面湾曲率について、撮像面の一部の領域である部分領域ごとに平均値を求めて像面湾曲データとして定め、像面湾曲データに基づいて、撮影レンズの合焦位置を調整可能な合焦手段を備えることを特徴とする。

合焦制御装置は、複数の部分領域についての像面湾曲データが示す像面湾曲率の平均値を平均像面湾曲率として算出する平均データ算出手段をさらに備え、合焦手段が、平均像面湾曲率に基づいて撮影レンズの合焦位置を調整可能であることが好ましい。そして合焦制御装置は、合焦手段が平均像面湾曲率に基づいて撮影レンズの合焦位置を調整する平均合焦モードと、撮像面の中央に位置する部分領域についての像面湾曲データに基づいて撮影レンズの合焦位置を調整する中央合焦モードとを切換えるモード切換手段をさらに有することが好ましい。

この場合、合焦制御装置は、平均像面湾曲率に比例した像面湾曲率である比例像面湾曲率を算出する比例データ算出手段をさらに有し、モード切換手段が、平均合焦モードと中央合焦モードとに加え、合焦手段が比例像面湾曲率に基づいて撮影レンズの合焦位置を調整する比例合焦モードに切換え可能であることがより好ましい。比例像面湾曲率は、平均像面湾曲率よりも小さい値であることが望ましい。またモード切換手段は、例えば切換スイッチである。

平均データ算出手段は、例えば撮像面の全ての部分領域についての平均像面湾曲率を算出する。また部分領域は、撮像面を均等に分割する領域であることが好ましい。像面湾曲データは、例えばルックアップテーブルである。この場合、合焦制御装置は、像面湾曲データの補間処理により新たな像面湾曲データを算出する像面湾曲データ算出手段をさらに有することが望ましい。

像面湾曲データは、撮影レンズの焦点距離ごとに定められていることが好ましく、また、撮影レンズに入射する光量を示す絞り値ごとに定められていることが望ましい。

本発明のカメラは、合焦制御装置を備えることを特徴とする。そして本発明の第１のカメラは、レンズユニットがカメラボディに着脱自在に取付けられる一眼レフカメラであって、レンズユニットが、撮影レンズと、撮影レンズを識別するための識別データを格納する識別データ格納手段とを備え、カメラボディが、撮影レンズに固有の像面湾曲データを格納する像面湾曲データ格納手段と、識別データに基づいて像面湾曲データを読出す像面湾曲データ読出し手段と、自動焦点制御装置とを備えることを特徴とする。

本発明の第２のカメラは、レンズユニットがカメラボディに着脱自在に取付けられる一眼レフカメラであって、レンズユニットが、撮影レンズと、撮影レンズに固有の像面湾曲データを格納する像面湾曲データ格納手段とを備え、カメラボディが、像面湾曲データを読出す像面湾曲データ読出し手段と、自動焦点制御装置とを備えることを特徴とする。この場合、第２のカメラは、例えばレンズユニットが撮像素子をさらに有するデジタル一眼レフカメラであって、この場合、像面湾曲データ読出し手段が、撮像素子のフォーマットサイズに応じて、像面湾曲データの一部を選択して読出すことが可能であることが好ましい。

本発明の第３のカメラは、レンズユニットがカメラボディに着脱自在に取付けられ、記憶媒体がカメラボディに装着される一眼レフカメラであって、レンズユニットが、撮影レンズと、撮影レンズを識別するための識別データを格納する識別データ格納手段とを備え、記憶媒体が、撮影レンズに固有の像面湾曲データを格納する像面湾曲データ格納手段を備え、カメラボディが、識別データに基づいて像面湾曲データを読出す像面湾曲データ読出し手段と、合焦制御装置とを備えることを特徴とする。

本発明の合焦方法は、撮影レンズを透過した光の結像位置と撮像面の差分距離と、撮影レンズの焦点距離との比を示す像面湾曲率について、撮像面の一部の領域である部分領域ごとに平均値を求めて像面湾曲データとして定め、像面湾曲データに基づいて、撮影レンズの合焦位置を調整することを特徴とする。

本発明によれば、レンズの像面湾曲特性等に基づいて適当な合焦位置を定めることを可能にし、また合焦の基準位置を所望の位置に調整することを可能にするカメラ用の合焦制御装置を実現できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態におけるデジタル一眼レフカメラの正面図であり、図２は、デジタル一眼レフカメラの背面図である。

デジタル一眼レフカメラ１０は、デジタル一眼レフカメラ１０の前面１０Ｆに着脱自在に取付けられるレンズユニット２０と、カメラボディ３０とからなる。カメラボディ３０には、レンズユニット２０を含む複数のレンズユニットが取付け可能である。また、カメラボディ３０とともに使用されるレンズユニットには、レンズユニット２０を始め、ズームレンズである撮影レンズ（図示せず）を備えるものも含む。デジタル一眼レフカメラ１０の上面１０Ｕには、レリーズボタン１２およびモードダイヤル１４が設けられている。また、デジタルカメラ１０の背面１０Ｂには、被写体像を表示するＬＣＤ４０と、所定の操作を実行するためのメニューボタン１１、十字キー２１、ＯＫボタン２３が設けられている（図２参照）。

図３は、第１の実施形態におけるデジタル一眼レフカメラ１０のブロック図である。

カメラボディ３０には、デジタル一眼レフカメラ１０全体を制御するデジタル信号処理回路３８が設けられている。そして、メニューボタン１１、十字キー２１、およびＯＫボタン２３が、それぞれデジタル信号処理回路３８に接続されており、ユーザの操作に応じた所定の信号がデジタル信号処理回路３８に送信される。これらのボタンの操作によってメニュー画面をＬＣＤ４０上に表示させることにより、様々なモード、パラメータの選択が可能である。

レンズユニット２０には、ズームレンズである撮影レンズ２２を識別するための識別データが格納されるレンズユニット用ＲＯＭ２４と、撮影レンズ２２のズーム位置（焦点距離）を示すズーム位置データを検出し、カメラボディ３０に送信するズーム位置検出回路２６とが含まれる。さらに、レンズユニット２０には、撮影レンズ２２の絞り（図示せず）の絞り位置を検出し、ズーム位置データと同様に、絞り位置を示す絞り位置データをカメラボディ３０に送信する絞り位置検出回路（図示せず）と、撮影レンズ２２を駆動してそのズーム位置を調整するＡＦモータ２７とが設けられている。

カメラボディ３０には、撮影レンズ２２を透過し、シャッター３２を通過した光を受光して被写体像に応じた画像信号を生成するＣＣＤ３４が設けられている。撮影レンズ２２を透過した光の一部は、ハーフミラー３３によって反射されてＡＦセンサ２５に入射する。ここで、レリーズボタン１２が半押しされて測光スイッチがオンになると、ＡＦセンサ２５は、入射した光のコントラストを検出し、検出したコントラストを示す信号をシステムコントロール回路４８に送信する。システムコントロール回路４８は、受信したコントラストを示す信号に基づいて、撮影レンズ２２のズーム位置を調整する。すなわち、システムコントロール回路４８は、ＡＦ駆動回路５５にＡＦモータ２７を制御させるための信号を送信し、ＡＦモータ２７はＡＦ駆動回路５５の制御に基づいて撮影レンズ２２を徐々に移動させる。そして、システムコントロール回路４８は、ＡＦセンサ２５が検出するコントラストが最大となるズーム位置に撮影レンズ２２を移動させる。

コントラストが最大となるズーム位置は、ＣＣＤ３４の撮像面の中心を基準にピントをあわせる位置（以下、基準ズーム位置という）であり、この基準ズーム位置を、撮影時の撮影レンズ２２のズーム位置である合焦位置とすることも可能であるが、ここでは、レンズの像面湾曲を示すデータである像面湾曲データに基づいて、ＣＣＤ３４の撮像面の中心からずれた位置を基準にしてピントを合わせるズーム位置（以下、周辺ズーム位置という）に撮影レンズ２２をさらに移動させて撮影することができる。基準ズーム位置もしくは周辺ズーム位置のいずれを合焦位置とするか、すなわち、撮影レンズ２２が基準ズーム位置にあるときに撮影するか、もしくはズーム位置をさらに補正して撮影レンズ２２が周辺ズーム位置にあるときに撮影するかは、ＬＣＤ４０上のメニュー選択画面におけるモード選択によって定められる。

像面湾曲データは、レンズに固有のデータであり、ルックアップテーブル形式でカメラ用ＲＯＭ５６に予め格納されている。カメラ用ＲＯＭ５６には、カメラボディ３０に取付けられて使用される、レンズユニット２０を始めとする全てのレンズユニットに含まれる撮影レンズごとの像面湾曲データが格納されている。そして、システムコントロール回路４８が識別データを読出し、カメラボディ３０に取付けられているレンズが撮影レンズ２２であると認識すると、システムコントロール回路４８はこのことを示す信号をデジタル信号処理回路３８に送信する。デジタル信号処理回路３８は、システムコントロール回路４８からの信号に基づき、撮影レンズ２２についての像面湾曲データをカメラ用ＲＯＭ５６から読み出し、システムコントロール回路４８に送信する。さらにデジタル信号処理回路３８は、ズーム位置データが示す撮影レンズ２２の焦点距離と絞りの絞り位置とに基づき、必要に応じて像面湾曲データの補間処理を行ない、撮影レンズ２２のズーム位置の調整に実際に使用される補正像面湾曲データを算出し、システムコントロール回路４８に送信する。

システムコントロール回路４８は、像面湾曲データ、もしくは補正像面湾曲データに基づいて撮影レンズ２２のズーム位置を調整するための指示信号をＡＦ駆動回路５５に送信する。そして、ＡＦ駆動回路５５の制御により、ＡＦモータ２７によって撮影レンズ２２が所定のズーム位置に駆動される。ここでレリーズボタン１２が全押しされると、絞りが所定の開放位置にあるように駆動され、さらにシステムコントロール回路４８からの指示信号に基づいて、シャッター駆動回路５４が、シャッター３２を所定時間だけ開放させる。この結果、タイミングジェネレータ５０によって動作タイミングが制御されたＣＣＤ３４が露光され、ＣＣＤ３４には被写体像を示す画像信号が発生する。

ＣＣＤ３４において発生した画像信号は、Ａ／Ｄ変換器３６によりアナログからデジタルに変換される。さらに、デジタル化された画像信号は、デジタル信号処理回路３８を経て画像メモリ４２に一時的に記録される。画像信号には、さらにホワイトバランス調整、ガンマ補正などの様々な信号処理が施され、処理された画像信号がメモリーカード４６に記録される。また、この補正処理後の画像信号に基づいてＬＣＤ４０が駆動され、被写体像がＬＣＤ４０に表示される。

図４は、本実施形態における撮影レンズ２２のズーム位置補正ルーチンを示すフローチャートである。

ズーム位置補正処理ルーチンは、カメラボディ３０に設けられた電源スイッチ（図示せず）がオンになると開始する。ステップＳ１１では、レンズユニット２０がカメラボディ３０に取付けられたか否かが判断され、レンズユニット２０がカメラボディ３０に取付けられたと判断されるとステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、撮影レンズ２２の識別データがシステムコントロール回路４８によって読取られ、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、カメラ用ＲＯＭ５６に格納されていた複数の像面湾曲データの中から、識別データに基づいて撮影レンズ２２の像面湾曲データが選択的に読取られ、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、レリーズボタン１２が半押しされて、測光スイッチがオンになったか否かが判断され、測光スイッチがオンになったと判断されるとステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、撮影レンズ２２の焦点距離を示すズーム位置データと絞りの絞り位置を示す絞り位置データとがデジタル信号処理回路３８によって取得され、これらのデータが示す撮影レンズ２２の焦点距離と絞り位置とに応じて、ルックアップテーブル形式で格納されている像面湾曲データの補正（補間処理）が必要であるか否かがデジタル信号処理回路３８により判断される。像面湾曲データの補正が必要であると判断された場合、ステップＳ１６に進み、像面湾曲データの補正が必要でないと判断されると、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１６においては、ズーム位置データと絞り位置データとに基づいて、デジタル信号処理回路３８が像面湾曲データの補間処理を行ない、ズーム位置の補正に使用される補正像面湾曲データを算出してステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、ＡＦセンサ２５の出力が最大となるズーム位置である基準ズーム位置に撮影レンズ２２を移動させるように、ＡＦモータ２７をＡＦ駆動回路５５が制御し、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、像面湾曲データ、もしくは補正像面湾曲データに基づいて、撮影レンズ２２のズーム位置を、基準ズーム位置から必要なだけ補正した合焦位置とし、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９においては、レリーズボタン１２が全押しされてレリーズスイッチがオンになったか否かが判断され、レリーズボタンがオンになるとステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、被写体を撮影する動作を行ない、得られた画像がメモリーカード４６に記録されて、ズーム位置補正処理ルーチンは終了する。

図５は、像面湾曲によるピントのぼけを概略的に示す図である。図６は、焦点距離に応じて異なる像面湾曲によるピントのぼけを概略的に示す図である。図７〜９は、像面湾曲データを例示する図である。

レンズの収差の１つである像面湾曲により、撮影画像の一部においてピントがぼける場合がある。この像面湾曲によるピントのぼけは、撮影レンズ２２を透過した光の結像位置ＰがＣＣＤ３４の撮像面３４Ｓ上にないために生じ、結像位置ＰとＣＣＤ３４の撮像面３４Ｓとの差分距離ΔＬが大きいほど、大きくなる。従って、通常、撮像面３４Ｓの中心点Ｃから離れた領域ほど、像面湾曲によるピントのぼけは大きくなる。ここでは、実際の結像位置ＰとＣＣＤ３４の撮像面３４Ｓとの差分距離ΔＬが、撮影レンズ２２の焦点距離ｆに相当する撮影レンズ２２と撮像面３４Ｓとの距離Ｌに対する割合であるΔＬ／Ｌを像面湾曲率（単位は（％））とする。

像面湾曲はレンズに固有の特性であるものの、同一のズームレンズにおいては、ピントのぼけは焦点距離ｆが短いときほど大きい。これは、焦点距離ｆに相当する距離Ｌが小さくなることに加え、焦点距離がより短く、距離Ｌ＝Ｌ₁であって結像位置がＰ₁の場合（破線）の差分距離ΔＬ₁は、焦点距離がより長く、距離Ｌ＝Ｌ₂であって結像位置がＰ_２の場合（実線）における差分距離ΔＬ₂よりも大きいために、差分距離ΔＬと距離Ｌとの比を示す像面湾曲率ΔＬ／Ｌが大きくなるからである（図６参照）。また、同一のレンズにおける像面湾曲によるピントのぼけは、絞り値によっても左右され、絞り値が小さいほど大きくなる。

このため、撮影レンズ２２のズーム位置を補正するために用いられる像面湾曲データは、撮影レンズ２２の焦点距離ｆと、絞り値Ｆごとに定められている（図７〜図９参照）。像面湾曲データは、撮像面３４Ｓの一部の領域である部分領域ごとの像面湾曲率の平均値を示すデータである。すなわち、図７〜図９に含まれる各テーブルに含まれる小さい枠が、撮像面３４Ｓを均等に分割する部分領域を示し、部分領域を示す枠内の数字が、その部分領域における像面湾曲率の平均値を示す。

像面湾曲率の符号は、撮影レンズ２２を透過した光の結像位置Ｐが、撮像面Ｓよりも撮影レンズ２２側にあるか否かを示しており、像面湾曲率が負の値の場合、図５および図６が示すように結像位置Ｐが撮像面３４Ｓよりも撮影レンズ２２側にあることを意味する。従って、例えば、撮影レンズ２２を透過して、図７（Ａ）における像面湾曲率が−６（％）である部分領域に入射する光は、焦点距離ｆに相当する距離Ｌの６（％）分の距離だけ、撮像面３４Ｓから撮影レンズ２２側の位置で結像することを示している。また、撮影レンズ２２の中心を透過した光は撮像面３４Ｓの中心点Ｃで結像し、差分距離ΔＬの値が０である（図５、図６参照）ため、各テーブルにおいて太枠で示す、撮像面３４Ｓの中心点Ｃを含む部分領域においては、像面湾曲率は通常０であり、撮像面３４Ｓの中心点Ｃからの距離が大きい部分領域ほど、像面湾曲率の絶対値は大きくなる。

図１０は、像面湾曲データに基づくズーム位置の補正を概略的に示す図であり、図１１〜図１３は、ズーム位置の補正後の撮影レンズと撮像面との位置関係を示す図である。

像面湾曲データに基づいて、ズーム位置は以下のように補正される。まず、ＡＦセンサ２５が検出するコントラストが最大となるズーム位置である基準ズーム位置に、撮影レンズ２２は移動される。そして、ＬＣＤ４０に表示されたメニュー画面において、撮像面３４Ｓの中央に位置する部分領域についての像面湾曲データに基づいて撮影レンズの合焦位置を定める中央合焦モードが選択されていた場合、撮影レンズ２２をさらに移動させることなく、基準ズーム位置を合焦位置として、被写体を撮影する。この場合、図１１に示すように、撮像面３４Ｓの周辺部においては、結像位置Ｐと撮像面３４Ｓの差分距離ΔＬが大きくなる。このため、撮影画像においてはピントの合う領域（合焦領域）は中心に限定され、撮影画像の周辺領域においてピントのぼけが大きくなる。

一方、撮像面３４Ｓに含まれる全ての部分領域についての像面湾曲データが示す像面湾曲率の平均値である平均像面湾曲率に基づいて、合焦位置を調整する平均合焦モードが選択されていた場合、デジタル信号処理回路３８は、平均像面湾曲率を算出する。例えば、図８（Ａ）に示す像面湾曲データが使用される場合、平均像面湾曲率は−１．１６（％）である。この場合、撮影レンズ２２の焦点距離ｆの１．１６（％）に相当する距離だけ基準ズーム位置から撮像面３４Ｓに近い周辺ズーム位置まで、図１２の矢印Ａの示す方向に撮影レンズ２２を移動させるように、ＡＦ駆動回路５５はＡＦモータ２７を制御する。

この結果、撮像面３４Ｓの中心点Ｃにおいては結像位置Ｐが撮像面３４Ｓ上になく、撮像面３４Ｓの周辺領域における結像位置Ｐと撮像面３４Ｓの差分距離ΔＬは、撮影レンズ２２が基準位置にある場合に比べて小さくなる。このため、中央合焦モードが選択されていた場合とは異なり、合焦領域が撮影画像の中心から離れた領域で同心円状に広がり、撮影画像の周辺領域におけるピントのぼけが軽減され、撮影画像の全領域に渡って大きくピントがぼける領域がなくなる。

また、平均合焦モードが選択され、使用される像面湾曲データが示す像面湾曲率が正の値であった場合には、図１３の矢印Ｂが示すように、ＡＦモータ２７が、平均像面湾曲率に応じた距離だけ撮影レンズ２２を撮像面３４Ｓから遠ざけるように、周辺ズーム位置まで移動させる。この結果、平均合焦モードにおいて像面湾曲率が負の値であった場合と同様に、合焦領域が広がり、撮影画像の周辺領域におけるピントのぼけが軽減され、大きくピントがぼける領域がなくなる。

デジタル一眼レフカメラ１０においては、中央合焦モードおよび平均合焦モードの他に、平均像面湾曲率に比例した像面湾曲率である比例像面湾曲率に基づいて、合焦位置を調整する比例合焦モードが選択可能である。比例合焦モードにおいては、デジタル信号処理回路３８は、算出した平均像面湾曲値に、予め定められている所定の比例係数を乗じて比例像面湾曲率を算出する。例えば、図８（Ａ）に示す像面湾曲データが使用され、比例係数が０．５であった場合、比例像面湾曲率は−０．５８（％）である。この場合、撮影レンズ２２の焦点距離ｆの０．５８（％）に相当する距離だけ基準ズーム位置から撮像面３４Ｓに近い周辺ズーム位置まで、図１２の矢印Ａの示す方向に撮影レンズ２２を移動させるように、ＡＦ駆動回路５５はＡＦモータ２７を制御する。

一般に、撮影領域の周辺部よりも中心付近にピントがあっていることが好まれるため、通常、比例係数は１未満の数値であり、比例像面湾曲率は平均像面湾曲率よりも小さい値となるが、これには限定されない。また、複数の比例係数を選択可能とするために、複数の比例合焦モードを選択可能としても良く、任意の比例係数をメニュー画面において入力可能としても良い。このように、比例合焦モードが選択可能であることにより、中央合焦モードが選択されていた場合よりも撮影画像の周辺領域におけるピントのぼけを軽減させつつ、合焦の基準位置を、周辺ズーム位置、およびその他の所望の位置とすることが可能になる。

なお、先述のように、ズーム位置データと絞り位置データとに基づいて、デジタル信号処理回路３８は像面湾曲データの補間処理を行ない、ズーム位置の補正に使用される補正像面湾曲データを算出することができる。例えば、焦点距離ｆ＝３５ｍｍで絞り値Ｆ＝２であれば、図７（Ａ）におけるｆ＝２８ｍｍ、Ｆ＝２の像面湾曲データが示す像面湾曲率と、図７（Ｂ）におけるｆ＝５０ｍｍ、Ｆ＝２の像面湾曲データが示す像面湾曲率との間の数値が各部分領域ごとに算出され、算出された新たな像面湾曲率を有する像面湾曲データが生成される。

以上のように本実施形態によれば、レンズに固有の像面湾曲データをカメラボディ３０に予め格納しておき、使用されたレンズの像面湾曲データと焦点距離、および絞り値に基づいて、適当な合焦位置に調整することができる。さらに、像面湾曲に起因する撮影領域の周辺部におけるピントのぼけを軽減させつつ、所望の合焦位置を設定することが可能である。

本実施形態においては、ＡＦカメラである限り、カメラは一眼レフカメラおよびデジタルカメラに限定されず、例えば通常のデジタルカメラもしくは銀塩カメラであっても良い。

図１４は、第２の実施形態におけるデジタル一眼レフカメラ１０のブロック図である。

本実施形態においては、レンズユニット２０がカメラボディ３０を含む複数のカメラボディに取付けられ、使用される点と、像面湾曲データが、カメラボディ３０ではなくレンズユニット２０に格納されている点が第１の実施形態と異なる。すなわち、像面湾曲データは、識別データとともにレンズユニット用ＲＯＭ２４に格納されている。そして像面湾曲データは、レンズユニット２０が取付けられて使用される可能性のある全てのカメラボディが内蔵するＣＣＤ３４等の撮像素子のうち、フォーマットサイズが最も大きいものに使用可能であるように、フルサイズデータとして格納されている。

デジタル信号処理回路３８は、レンズユニット用ＲＯＭ２４に格納されている像面湾曲データのうち、ＣＣＤ３４のフォーマットサイズに応じて、フルサイズの像面湾曲データの一部、もしくは全てを選択して読み出し、ＲＡＭ５８に記録する。さらにデジタル信号処理回路３８は、撮影レンズ２２の焦点距離と絞りの絞り位置とに基づき、必要に応じてＲＡＭ５８に記録した像面湾曲データの補間処理を行なって補正データを算出する。算出された補正データは、ＲＡＭ５８に記録されて撮影画像の補正処理に用いられる。

本実施形態においては、第１の実施形態と異なり、デジタル信号処理回路３８は常にカメラボディ３０に取付けられているレンズの像面湾曲データを読み出すため、レンズを識別するためのレンズ識別データは必ずしも必要ではない。

図１５は、本実施形態における撮影レンズ２２のズーム位置補正ルーチンを示すフローチャートである。

ズーム位置補正処理ルーチンは、カメラボディ３０に設けられた電源スイッチ（図示せず）がオンになると開始する。ステップＳ２１では、レンズユニット２０がカメラボディ３０に取付けられたか否かが判断され、レンズユニット２０がカメラボディ３０に取付けられたと判断されるとステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、撮影レンズ２２の識別データがシステムコントロール回路４８によって読取られ、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、レンズユニット用ＲＯＭ２４に格納されていたフルサイズの像面湾曲データから、ＣＣＤ３４のフォーマットサイズに応じて、その一部もしくは全ての像面湾曲データがデジタル信号処理回路３８によって読取られてＲＡＭ５８に格納され、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、レリーズボタン１２が半押しされ、測光スイッチがオンになったか否かが判断され、測光スイッチがオンになったと判断されるとステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５では、撮影レンズ２２のズーム位置を示すズーム位置データと絞りの絞り位置を示す絞り位置データとがデジタル信号処理回路３８によって取得され、これらのデータに基づいて、像面湾曲データの補正が必要であるか否かがデジタル信号処理回路３８により判断される。像面湾曲データの補正が必要であると判断された場合、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６においては、ズーム位置データと絞り位置データとに基づいて、デジタル信号処理回路３８が像面湾曲データの補間処理を行ない、ズーム位置の補正に実際に使用される補正像面湾曲データを算出してステップＳ２７に進む。

ステップＳ２５では、撮影レンズ２２のズーム位置を示すズーム位置データと絞りの絞り位置を示す絞り位置データとがデジタル信号処理回路３８によって取得され、これらのデータが示す撮影レンズ２２の焦点距離と絞り位置とに応じて、ルックアップテーブル形式で格納されている像面湾曲データの補正（補間処理）が必要であるか否かがデジタル信号処理回路３８により判断される。像面湾曲データの補正が必要であると判断された場合、ステップＳ２６に進み、像面湾曲データの補正が必要でないと判断されると、ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２６においては、ズーム位置データと絞り位置データとに基づいて、デジタル信号処理回路３８が像面湾曲データの補間処理を行ない、ズーム位置の補正に実際に使用される補正像面湾曲データを算出してステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、ＡＦセンサ２５の出力が最大となるズーム位置である基準ズーム位置に撮影レンズ２２を移動させるように、ＡＦモータ２７をＡＦ駆動回路５５が制御し、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、像面湾曲データ、もしくは補正像面湾曲データに基づいて、撮影レンズ２２のズーム位置を、基準ズーム位置から必要なだけ補正した合焦位置として、ステップＳ２９に進む。

ステップＳ２９においては、レリーズボタン１２が全押しされてレリーズスイッチがオンになったか否かが判断され、レリーズボタンがオンになるとステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、被写体を撮影する動作を行ない、得られた画像がメモリーカード４６に記録されて、ズーム位置補正処理ルーチンは終了する。

以上のように本実施形態によれば、使用される可能性のあるＣＣＤ３４等の撮像素子のうち、最もフォーマットサイズが大きいものに使用できるフルサイズの像面湾曲データが予めレンズユニット２０に格納されており、実際に使用される撮像素子のフォーマットサイズに応じて像面湾曲データを読出し、合焦位置を補正する。このため、レンズユニット２０が複数のカメラボディに使用される場合においても、合焦位置を調整することが可能である。

第１の実施形態と第２の実施形態とを組合せても良い。この場合、カメラボディ３０側においては、複数の撮影レンズの像面湾曲データを格納するとともに、デジタル信号処理回路３８がフルサイズの像面湾曲データの一部を撮像素子のフォーマットサイズに応じて選択的に読出し可能とし、レンズユニット２０にはフルサイズの像面湾曲データを格納しておく。この結果、複数のレンズユニットと複数のカメラボディの中からそれぞれ１つずつ選択し、組合せて使用するデジタル一眼レフカメラ１０においても、レンズユニットとカメラボディの組合せに関わらず、像面湾曲によるピントのぼけが大きい画像領域をなくすように合焦位置を調整することができる。

本実施形態においては、ＡＦカメラである限り、カメラは一眼レフカメラに限定されない。さらに、撮像素子のフォーマットサイズに応じて、フルサイズの像面湾曲データの一部を選択的に読み出すことを実行しない場合、本実施形態におけるカメラはデジタルカメラに限定されない。

図１６は、第３の実施形態におけるデジタル一眼レフカメラ１０のブロック図である。

本実施形態においては、像面湾曲データが、カメラボディ３０に挿脱自在に装着されるメモリーカード４６に格納されている点と、カメラ用ＲＯＭ５６、ＲＡＭ５８に代わってＥＥＰＲＯＭ６２が設けられている点とがこれまでの実施形態と異なる。像面湾曲データは、デジタル信号処理回路３８によってメモリーカード４６から読み出され、ＥＥＰＲＯＭ６２に格納される。そして、撮影レンズ２２の識別データに基づいて、デジタル信号処理回路３８は、ＥＥＰＲＯＭ６２に格納された像面湾曲データの中から撮影レンズ２２の像面湾曲データを選択的に読み出し、読み出された像面湾曲データがズーム位置の補正に使用される。

本実施形態においては、ＥＥＰＲＯＭ６２は必ずしも設けられなくても良い。ＥＥＰＲＯＭ６２が設けられていない場合、デジタル信号処理回路３８は、識別データに基づいて、使用されている撮影レンズ、すなわちここでは撮影レンズ２２の像面湾曲データのみをメモリーカード４６から選択的に読み出す。

以上のように本実施形態によれば、メモリーカード４６に必要な像面湾曲データ、すなわち実際に使用する撮影レンズ２２等の像面湾曲データのみを格納しておくことにより、使用される可能性のある全ての撮影レンズについての像面湾曲データを格納できる容量の大きいカメラ用ＲＯＭ５６等をカメラボディ３０に設けることが不要になる。また、コンピュータ回線を通じたダウンロードによって像面湾曲データをメモリーカード４６に記録させることができるため、所望の像面湾曲データがユーザによって容易に入手可能である。

第２の実施形態と第３の実施形態とを組合せても良い。この場合、デジタル信号処理回路３８がフルサイズの像面湾曲データの一部を撮像素子のフォーマットサイズに応じて選択的に読出し可能とし、メモリーカード４６にはフルサイズの像面湾曲データを格納しておく。この結果、第１の実施形態と第２の実施形態とを組合せた場合と同様に、複数のレンズユニットと複数のカメラボディの中からそれぞれ１つずつ選択して組合せるデジタル一眼レフカメラ１０においても、レンズユニットとカメラボディの組合せに応じた合焦位置の調整が可能である。

本実施形態においても、ＡＦカメラである限り、カメラは一眼レフカメラに限定されない。

第１の実施形態におけるデジタル一眼レフカメラの正面図である。 第１の実施形態におけるデジタル一眼レフカメラの背面図である。 第１の実施形態におけるデジタル一眼レフカメラのブロック図である。 第１の実施形態におけるズーム位置補正ルーチンを示すフローチャートである 。 像面湾曲によるピントのぼけを概略的に示す図である。 焦点距離に応じた像面湾曲によるピントのぼけを概略的に示す図である。 像面湾曲データを例示する図である。 像面湾曲データを例示する図である。 像面湾曲データを例示する図である。 像面湾曲データに基づくズーム位置の補正を概略的に示す図である。 ズーム位置の補正後の撮影レンズと撮像面との位置関係を示す図である。 ズーム位置の補正後の撮影レンズと撮像面との位置関係を示す図である。 ズーム位置の補正後の撮影レンズと撮像面との位置関係を示す図である。 第２の実施形態におけるデジタル一眼レフカメラのブロック図である。 第２の実施形態におけるズーム位置補正ルーチンを示すフローチャートである。 第３の実施形態におけるデジタル一眼レフカメラのブロック図である。

符号の説明

１０ デジタル一眼レフカメラ（カメラ・一眼レフカメラ）
２０ レンズユニット
２１ 十字キー（モード切換手段・切換スイッチ）
２２ 撮影レンズ
２３ ＯＫボタン（モード切換手段・切換スイッチ）
２４ レンズユニット用ＲＯＭ（識別データ格納手段・像面湾曲データ格納手段）
２７ ＡＦモータ（合焦手段）
３０ カメラボディ
３４ ＣＣＤ（撮像素子）
３８ デジタル信号処理回路（平均データ算出手段・比例データ算出手段・像面湾曲データ算出手段・像面湾曲データ読出し手段）
４６ メモリーカード（記憶媒体）
４８ システムコントロール回路（合焦手段）
５５ ＡＦ駆動回路（合焦手段）
５６ カメラ用ＲＯＭ（像面湾曲データ格納手段）

Claims (18)

1. 撮影レンズを透過した光の結像位置と撮像面の差分距離と、前記撮影レンズの焦点距離との比を示す像面湾曲率について、前記撮像面の一部の領域である部分領域ごとに平均値を求めて像面湾曲データとして定め、前記像面湾曲データに基づいて、前記撮影レンズの合焦位置を調整可能な合焦手段を備えることを特徴とするカメラ用の合焦制御装置。
2. 複数の前記部分領域についての前記像面湾曲データが示す前記像面湾曲率の平均値を平均像面湾曲率として算出する平均データ算出手段をさらに備え、
   前記合焦手段が、前記平均像面湾曲率に基づいて前記撮影レンズの合焦位置を調整可能であることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用の合焦制御装置。
3. 前記合焦手段が、前記平均像面湾曲率に基づいて前記撮影レンズの合焦位置を調整する平均合焦モードと、前記撮像面の中央に位置する前記部分領域についての前記像面湾曲データに基づいて前記撮影レンズの合焦位置を調整する中央合焦モードとを切換えるモード切換手段をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の合焦制御装置。
4. 前記平均像面湾曲率に比例した像面湾曲率である比例像面湾曲率を算出する比例データ算出手段をさらに有し、
   前記モード切換手段が、前記平均合焦モードと前記中央合焦モードとに加え、前記合焦手段が前記比例像面湾曲率に基づいて前記撮影レンズの合焦位置を調整する比例合焦モードに切換え可能であることを特徴とする請求項３に記載の合焦制御装置。
5. 前記比例像面湾曲率が、前記平均像面湾曲率よりも小さい値であることを特徴とする請求項４に記載の合焦制御装置。
6. 前記モード切換手段が切換スイッチであることを特徴とする請求項３に記載の合焦制御装置。
7. 前記平均データ算出手段が、前記撮像面の全ての前記部分領域についての前記平均像面湾曲率を算出することを特徴とする請求項２に記載のカメラ用の合焦制御装置。
8. 前記部分領域が、前記撮像面を均等に分割する領域であることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用の合焦制御装置。
9. 前記像面湾曲データが、ルックアップテーブルの形式で記憶されていることを特徴とする請求項１に記載の合焦制御装置。
10. 前記像面湾曲データの補間処理により新たな補正像面湾曲データを算出する像面湾曲データ算出手段をさらに有することを特徴とする請求項９に記載の合焦制御装置。
11. 前記像面湾曲データが、前記撮影レンズの焦点距離ごとに定められていることを特徴とする請求項１に記載の合焦制御装置。
12. 前記像面湾曲データが、前記撮影レンズに入射する光量を示す絞り値ごとに定められていることを特徴とする請求項１に記載の合焦制御装置。
13. 請求項１に記載の合焦制御装置を備えることを特徴とするカメラ。
14. 前記カメラが、レンズユニットがカメラボディに着脱自在に取付けられる一眼レフカメラであって、
    前記レンズユニットが、撮影レンズと、前記撮影レンズを識別するための識別データを格納する識別データ格納手段とを備え、
    前記カメラボディが、前記撮影レンズに固有の前記像面湾曲データを格納する像面湾曲データ格納手段と、前記識別データに基づいて前記像面湾曲データを読出す像面湾曲データ読出し手段と、前記合焦制御装置とを備えることを特徴とする請求項１３に記載のカメラ。
15. 前記カメラが、レンズユニットがカメラボディに着脱自在に取付けられる一眼レフカメラであって、
    前記レンズユニットが、撮影レンズと、前記撮影レンズに固有の前記像面湾曲データを格納する像面湾曲データ格納手段とを備え、
    前記カメラボディが、前記像面湾曲データを読出す像面湾曲データ読出し手段と、前記合焦制御装置とを備えることを特徴とする請求項１３に記載のカメラ。
16. 前記カメラが、前記カメラボディが撮像素子をさらに有するデジタル一眼レフカメラであって、
    前記像面湾曲データ読出し手段が、前記撮像素子のフォーマットサイズに応じて、前記像面湾曲データの一部を選択して読出すことが可能であることを特徴とする請求項１５に記載のカメラ。
17. 前記カメラが、レンズユニットがカメラボディに着脱自在に取付けられ、記憶媒体が前記カメラボディに装着される一眼レフカメラであって、
    前記レンズユニットが、撮影レンズと、前記撮影レンズを識別するための識別データを格納する識別データ格納手段とを備え、
    前記記憶媒体が、前記撮影レンズに固有の前記像面湾曲データを格納する像面湾曲データ格納手段を備え、
    前記カメラボディが、前記識別データに基づいて前記像面湾曲データを読出す像面湾曲データ読出し手段と、前記合焦制御装置とを備えることを特徴とする請求項１３に記載のカメラ。
18. 撮影レンズを透過した光の結像位置と撮像面の差分距離と、前記撮影レンズの焦点距離との比を示す像面湾曲率について、前記撮像面の一部の領域である部分領域ごとに平均値を求めて像面湾曲データとして定め、前記像面湾曲データに基づいて、前記撮影レンズの合焦位置を調整することを特徴とする合焦方法。
    
    

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