JP2006259072A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 手動による素早い焦点調節操作が容易なカメラを提供する。
【解決手段】 可動の焦点調節部と、受光面に被写体を結像させるレンズと、前記焦点調節部と連動して前記レンズを光軸方向に移動させる駆動部と、前記レンズの合焦度を検出する検出部と、検出された前記合焦度に応じて、前記焦点調節部の操作抵抗を変化させる案内部と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明はカメラに関する。

従来、マニュアルフォーカスモードにおいて、合焦位置を音や光で通知するカメラが知られている。このようなカメラでは、ユーザは、ピントリングを操作しながら焦点調節を行い、この音や光で合焦位置を確認することができる。
しかしながら、ユーザは音を聞いたり光を目視してからその結果をピントリングの操作に反映させるまでの期間にもピントリングを操作しているため、カメラによる合焦位置の通知をピントリングの操作に適正に反映させることができない。このようなカメラでは、焦点調節のために合焦位置近傍でピントリングを正回転させたり逆回転させる操作を繰り返すため、マニュアルフォーカスモードでの素早い焦点調節操作は容易ではない。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、手動による素早い焦点調節操作が容易なカメラを提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するためのカメラは、可動の焦点調節部と、受光面に被写体を結像させるレンズと、前記焦点調節部と連動して前記レンズを光軸方向に移動させる駆動部と、前記レンズの合焦度を検出する検出部と、検出された前記合焦度に応じて、前記焦点調節部の操作抵抗を変化させる案内部と、を備える。
例えば合焦位置で焦点調節部の操作抵抗を増大させることにより、ユーザに合焦位置であることを手の感覚で認識させることができるため、認識から焦点調節操作停止までの反応時間を短縮することができる。さらに焦点調節部の操作抵抗を増大させることにより、ユーザによる焦点調節部の操作速度を遅くすることができるため、認識から反応までの操作量を抑制できる。このように、合焦度に応じて焦点調節部の操作抵抗を変化させることにより、手動による素早い焦点調節操作が容易になる。
尚、本明細書において合焦度とは、レンズによって結像される被写体の鮮鋭度に相関する指標であって、レンズから被写体までの距離とレンズから受光面までの距離に応じて決まる値である。

（２）前記案内部は合焦位置で操作抵抗を増大させてもよい。

（３）前記案内部は、前記合焦度が合焦を含む所定範囲内のとき、操作抵抗を増大させてもよい。
合焦度が合焦を含む所定範囲内のとき操作抵抗が増大すると、ユーザに合焦度が合焦を含む所定範囲内であることを認識させるとともに、その所定範囲でユーザによる焦点調節部の操作速度を遅くすることができる。したがって合焦度が合焦を含む所定範囲内で操作抵抗を増大させることにより、合焦位置近傍での微調整が容易になる。

（４）前記案内部は前記合焦度が合焦に近づくほど操作抵抗を増大させてもよい。
合焦度が合焦に近づくほど焦点調節部の操作抵抗が増大すると、ユーザは、操作抵抗が増大する操作方向を合焦に近づく操作方向として認識することができる。さらに、合焦度が合焦に近づくほどユーザによる焦点調節部の操作速度を遅くすることができるため、合焦位置近傍での微調整が容易になる。

（５）前記案内部は前記合焦度が合焦から遠ざかるほど操作抵抗を増大させてもよい。

（６）前記駆動部は前記レンズと連動するステッピングモータを有し、前記案内部は前記ステッピングモータの保持トルクを変化させることによって操作抵抗を変化させてもよい。

尚、本発明に備わる各部の機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また、これら各部の機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
また、本発明は装置の発明として特定できるだけでなく、プログラムの発明としても、そのプログラムを記録した記録媒体の発明としても、方法の発明としても特定することができる。

以下、本発明の実施の形態を複数の実施例に基づいて説明する。各実施例において同一の符号が付された構成要素は、その符号が付された他の実施例の構成要素と対応する。

（第一実施例）
本発明の第一実施例によるディジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）は、オートフォーカスモードとマニュアルフォーカスモードの２つの焦点調節モードを有し、それらのモードを切換えて被写体を撮影する所謂一眼レフカメラである。尚、カメラとしてのＤＳＣ１は、マニュアルフォーカスモードのみで撮影可能なカメラでもよい。また本発明は、受光面としてのフィルム面に被写体の画像を記録する所謂銀塩カメラ、ビデオカメラにも適用可能である。

図２は本発明の一実施例によるＤＳＣ１の構造を説明するための模式図である。ＤＳＣ１は、制御部１１、集光レンズ１２、集光レンズ１２を駆動するレンズ駆動部４０、ハーフミラー２０、サブミラー２１、オートフォーカス（ＡＦ）センサモジュール３０、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）１３、Ａ／Ｄ変換器１４、画像データを一時的に記録するＲＡＭ（Random Access Memory）１５、画像データ等を記録するフラッシュメモリ１６、フラッシュメモリ１６に記録されている画像データ等を外部機器に出力するためのインターフェイス１９などから構成される。制御部１１はＣＰＵと各種のプログラムやデータが記録されたＲＯＭと入出力手段とを備える。制御部１１はＣＰＵでＲＯＭに格納されている焦点調節プログラムを実行することにより、請求項に記載の「検出部」、「案内部」としても機能する。

レンズとしての集光レンズ１２は、ＣＣＤ１３の受光面１３ａに被写体の光学像を結像させる。マニュアルフォーカスモードでは、集光レンズ１２は焦点調節部としてのピントリング５０の操作により光軸方向に移動する（図５、６参照）。一方オートフォーカスモードでは、集光レンズ１２はレンズ駆動部４０に駆動されて移動する。尚、集光レンズ１２は複数のレンズで構成されてもよい。また焦点調節部は、ピントリング５０のような回転操作で集光レンズ１２を移動させる機構に限定されない。例えば焦点調節部は、直線的な操作で集光レンズ１２を移動させる機構でもよいし、レバー等でもよい。

ハーフミラー２０は、非撮影時には図２に実線で示す姿勢に制御される。このとき、集光レンズ１２を透過した被写体からの光はハーフミラー２０で反射する光とハーフミラー２０を透過する光とに分岐される。ハーフミラー２０で反射した被写体からの光は図示しないペンタプリズムにより接眼レンズに導かれ、ハーフミラー２０を透過した被写体からの光はサブミラー２１によりＡＦセンサモジュール３０に導かれる。一方撮影時には、ハーフミラー２０は図２に点線で示す姿勢に制御される。このとき、被写体からの光はＣＣＤ１３に入射する。

検出部としてのＡＦセンサモジュール３０は、所謂位相差検出方式のＡＦセンサモジュールであり、図３に示すようにコンデンサーレンズ３２、セパレータレンズ３４、３６、ラインイメージセンサ３８等から構成されている。ＡＦセンサモジュール３０に入射した光は、コンデンサーレンズ３２で分岐され、それぞれセパレータレンズ３４と３６とによりラインイメージセンサ３８の受光面３８ａに結像される。そしてラインイメージセンサ３８は、入射した光量に相関する電気信号を制御部１１に出力する。ここで、セパレータレンズ３４による光学像とセパレータレンズ３６による光学像との距離（矢印１００参照）は、集光レンズ１２による被写体の結像面６０の位置に応じて変化する。そのため制御部１１は、ラインイメージセンサ３８が出力する電気信号から２つの光学像の距離を取得して、合焦度を特定することができる。尚、ＡＦセンサモジュール３０は、被写体に赤外線などの非可視光を照射する位相差検出式のＡＦセンサモジュールでもよい。

ＣＣＤ１３は、二次元空間に離散的に配置された光電変換素子を備えた所謂ＣＣＤカラーイメージセンサである。ＣＣＤ１３は、集光レンズ１２によって受光面に結像された光学像の濃淡に応じた電気信号を出力する。尚、ＣＣＤ１３はＣＭＯＳカラーイメージセンサ等でもよい。
ＲＡＭ１５はＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性のメモリである。フラッシュメモリ１６は通電しなくても記録内容を保持することのできる不揮発性のメモリであり、ＤＳＣ１に内蔵されるか、あるいは着脱自在にＤＳＣ１に取り付けられる。

駆動部としてのレンズ駆動部４０は、ステッピングモータ４２、ステッピングモータ４２を駆動する駆動回路などから構成されている。オートフォーカスモードでは、レンズ駆動部４０はステッピングモータ４２を回転させて集光レンズ１２を光軸方向に移動させる。一方マニュアルフォーカスモードでは、レンズ駆動部４０は以下に説明するようにステッピングモータ４２に保持トルクを発生させる。これによりピントリング５０の操作抵抗を制御することができる。詳細は後述する。

マニュアルフォーカスモードにおけるＤＳＣ１は、合焦度に応じてピントリング５０の操作抵抗を変化させる。図１は、マニュアルフォーカスモードにおいて上述した焦点調節プログラムを制御部１１で実行するＤＳＣ１の焦点調節処理を示すフローチャートである。図１に例示する焦点調節処理では、ＤＳＣ１は合焦度が合焦近傍の所定範囲内のときに操作抵抗を増大させる。
先ず、制御部１１は、焦点調節モードを判別し、焦点調節モードがマニュアルフォーカスモードのとき、ステップＳ１２の処理を実行し、焦点調節モードがオートフォーカスモードのとき、ステップＳ１６の処理を実行する（ステップＳ１０参照）。

ステップＳ１２では、制御部１１は、ＡＦセンサモジュール３０と協働して合焦度が合焦近傍の所定範囲内か否かを判断する。そして制御部１１は、合焦度が合焦近傍の所定範囲内と判断したとき、ステップＳ１４の処理を実行し、合焦度が合焦近傍の所定範囲外と判断したとき、ステップＳ１６の処理を実行する。具体的には制御部１１は、ＡＦセンサモジュール３０のラインイメージセンサ３８が出力する電気信号から合焦度を特定する。そして制御部１１は、特定した合焦度とＲＯＭ等の記憶装置に格納されている所定の閾値とを比較して、特定した合焦度が合焦近傍の所定範囲内か否かを判断する。

ステップＳ１４では、制御部１１は、レンズ駆動部４０と協働してピントリング５０の操作抵抗を増大させる。具体的には制御部１１は、レンズ駆動部４０のステッピングモータ４２に保持トルクを発生させる。この保持トルクは、ユーザによる操作でピントリング５０が回転可能に所定の大きさに制御されている。
ステップＳ１６では、制御部１１は、レンズ駆動部４０と協働してピントリング５０の操作抵抗を通常の操作抵抗に戻す。具体的には制御部１１は、レンズ駆動部４０のステッピングモータ４２に保持トルクを発生させている場合、保持トルクの発生をレンズ駆動部４０に停止させる。
このようにして制御部１１は、合焦度が合焦近傍の所定範囲においてステッピングモータ４２に保持トルクを発生させる（図４参照）。

図５及び図６はピントリング５０の操作量とその状態における合焦度と保持トルクとの関係を説明するための模式図である。図５及び図６では、被写体との距離が１ｍの状態でピントリング５０を操作したときの操作抵抗と合焦度と保持トルクとの関係を例示している。
図５（Ｃ１）は、被写体の集光レンズ１２による結像面６０が集光レンズ１２側にＣＣＤ１３の受光面１３ａから離間し、合焦度が合焦近傍の所定範囲外の状態を示している。この状態では制御部１１はステッピングモータ４２に保持トルクの発生を停止させている。したがってピントリング５０はユーザがピントリング５０に与えるトルク（矢印１１０参照）により回転するため、ピントリング５０の操作抵抗は小さい。そのためユーザは、合焦度が合焦近傍までピントリング５０を素早く操作することができる。この状態からピントリング５０を１．０ｍの距離目盛りに近づけるように操作すると、被写体の集光レンズ１２による結像面６０はＣＣＤ１３の受光面１３ａに近づき、合焦度は大きくなる。

図５（Ｃ２）は、被写体の集光レンズ１２による結像面６０が集光レンズ１２側でＣＣＤ１３の受光面１３ａに近接し、合焦度が合焦近傍の所定範囲内の状態を示している。この状態になると制御部１１は保持トルクをステッピングモータ４２に発生させる。すると、ピントリング５０はユーザがピントリング５０に与えるトルク（矢印１１０参照）と保持トルク（矢印１１２参照）との合成トルクにより回転するようになるため、ピントリング５０の操作抵抗は大きくなる。この操作抵抗の変化により、ユーザは合焦度が合焦近傍の所定範囲内になったことを認識できる。
図５（Ａ３）は、ピントリング５０が１．０ｍの距離目盛りに一致している状態を示している。この状態では、図５（Ｃ）に示すように被写体の集光レンズ１２による結像面６０はＣＣＤ１３の受光面１３ａに一致し合焦度は最大になる。
図６（Ｃ４）は、被写体の集光レンズ１２による結像面６０は集光レンズ１２と反対側でＣＣＤ１３の受光面１３ａに近接し、合焦度が合焦近傍の所定範囲内の状態を示している。

図６（Ｃ５）は、被写体の集光レンズ１２による結像面６０はＣＣＤ１３の受光面１３ａから集光レンズ１２と反対側に離間し、合焦度が合焦近傍の所定範囲外の状態を示している。この状態になると制御部１１はステッピングモータ４２に保持トルクの発生を停止させる。すると再び、ピントリング５０はユーザがピントリング５０に与えるトルク（矢印１１０参照）により回転するようになるため、ピントリング５０の操作抵抗は小さくなる。

以上説明したように、制御部１１は合焦度が合焦近傍の所定範囲内と判断したときステッピングモータ４２に保持トルクを発生させる。これにより、ピントリング５０の操作抵抗は上述の所定範囲内で増大する。ユーザに合焦位置であることを手の感覚で認識させることができるため、認識から焦点調節操作停止までの反応時間を短縮することができる。さらにピントリング５０の操作抵抗を増大させることにより、ユーザによるピントリング５０の操作速度を遅くすることができるため、認識から反応までの操作量を抑制できる。

尚、制御部１１は合焦度が所定範囲内のとき保持トルクを発生させると説明した。しかし、制御部１１はマニュアルフォーカスモードにおける焦点調節操作が容易になるような保持トルクを発生させればよく、制御部１１による保持トルクの制御は、図４に例示したような制御に限定されない。例えば制御部１１は、合焦度が合焦近傍の所定範囲内のとき保持トルクを発生させ、合焦度が合焦のときにさらに大きな保持トルクを発生させてもよい（図７（Ａ）参照）。また制御部１１は、合焦度が合焦に近づくほど保持トルクを増大させてもよい（図７（Ｂ）参照）。

（第二実施例）
図８は、第二実施例によるＤＳＣ２のブロック図である。ＤＳＣ２は、所謂コンパクトディジタルカメラである。
検出部としてのＡＦ用測距モジュール２３０は、被写体との距離に相関する距離信号を出力する。具体的には例えば、ＡＦ用測距モジュール２３０は赤外線などの非可視光を被写体に照射し、被写体で反射した非可視光を受光する。そしてＡＦ用測距モジュール２３０は、非可視光の照射と受光の時間差に応じて変化する信号を出力する。制御部１１はこの信号が示す時間差から被写体とＣＣＤ１３の受光面１３ａとの距離を特定することができる。尚、ＡＦ用測距モジュール２３０は、超音波を被写体に向けて発信する回路と被写体で反射した超音波を受信するセンサとを備えるＡＦ用測距モジュールでもよい。

検出部としての繰出量計測部２３２は、集光レンズ１２の繰出し量に相関する繰出量信号を出力する。具体的には繰出量計測部２３２は、集光レンズ１２の物理的な位置を検出する。尚、繰出量計測部２３２は、集光レンズ１２の物理的な位置を間接的に特定可能なステッピングモータ４２の回転角度を検出してもよい。

制御部１１は、距離信号と繰出量信号とに基づいて合焦度を特定する。具体的には例えば、制御部１１は距離信号の信号レベルとそのときの集光レンズ１２の合焦位置との関係を表すテーブルをＲＯＭに記憶している。そして制御部１１は、そのテーブルを用いて距離信号から集光レンズ１２の合焦位置を特定し、特定した集光レンズ１２の合焦位置と繰出量信号から特定した集光レンズ１２の位置との差から合焦度を特定する。このときの制御部１１は請求項に記載の「検出部」に相当する。

（第三実施例）
図９は、第三実施例によるＤＳＣ３のブロック図である。
第三実施例に係る制御部１１は、ＣＣＤ１３の受光面１３ａに結像された光学像のコントラストから合焦度を特定する。具体的には制御部１１は、光学像のコントラストが最大となったときのピントリング５０の位置を合焦位置と特定する。つまり第三実施例に係るＣＣＤ１３は請求項に記載の「検出部」として機能する。

図１０（Ａ）は、光学像のコントラストから合焦度を特定する方法の詳細を説明するための模式図である。制御部１１は、集光レンズ１２を移動させながら光学像のコントラストの極大値を計測する（矢印１２０参照）。そして制御部１１は、光学像のコントラストが極大値から所定閾値（矢印１２２参照）だけ減少したとき、その極大値をコントラストの最大値と判断し、その極大値を計測したときのピントリング５０の位置を合焦位置として特定する。そのため制御部１１は、ピントリング５０が合焦位置を通過した後でなければ合焦位置を特定することができない（矢印１２４参照）。

そこで制御部１１は、合焦位置を特定した時点でピントリング５０を合焦位置に誘導するように保持トルクをステッピングモータ４２に発生させる。具体的には例えば、制御部１１はピントリング５０が合焦位置から離間するにつれて（矢印１２６参照）ステッピングモータ４２に発生させる保持トルクを増大させる（図１０（Ｂ）参照）。制御部１１がこのような保持トルクを発生させることにより、ピントリング５０が合焦位置に引き戻されるような操作感をユーザに与えることができる。そのためＤＳＣ３では、ピントリング５０が合焦位置を通過した後に合焦位置を特定しても、ユーザによるピントリング５０の操作を合焦位置に近づく方向に誘導することができる（矢印１２８参照）。

さらに制御部１１は、合焦位置特定後のユーザによるピントリング５０の操作に応じて保持トルクの制御を更新する。すなわち、ユーザが上述した誘導に従って合焦位置に近づける方向にピントリング５０を操作することにより合焦度が所定値より高くなると、制御部１１は保持トルクの制御をピントリング５０が合焦位置に近づくほど保持トルクを増大させるような制御に（図１０（Ｃ）参照）更新する。制御部１１がこのような保持トルクを発生させることにより、ピントリング５０が合焦位置を通過した後に特定した合焦位置近傍におけるピントリング５０操作性を第一実施例に係るＤＳＣ１と同様に向上することができる。

尚、以上説明した複数の実施例では、制御部１１は、ステッピングモータ４０に発生させる保持トルクを制御することにより、ピントリング５０の操作抵抗を変化させると説明した。しかし、案内部はピントリング５０に摺接する摺接部を有し、制御部１１は摺接部とピントリング５０との摩擦力を制御することにより、ピントリング５０の操作抵抗を変化させてもよい。また案内部は、ＤＳＣ１本体とピントリング５０とにそれぞれ磁界発生部を有し、制御部１１はそれら磁界発生部に作用する磁力を制御することにより、ピントリング５０の操作抵抗を変化させてもよい。

第一実施例に係るＤＳＣのフローチャート。 第一実施例に係るＤＳＣのブロック図。 第一実施例に係るＡＦセンサモジュールを説明するための模式図。 ピントリングの操作抵抗の制御方法を示す模式図。 ピントリングの操作量と合焦度と保持トルクとの関係を示す模式図。 ピントリングの操作量と合焦度と保持トルクとの関係を示す模式図。 ピントリングの操作抵抗の制御を説明するための模式図。 第二実施例に係るＤＳＣのブロック図。 第三実施例に係るＤＳＣのブロック図。 ピントリングの操作抵抗の制御を説明するための模式図。

符号の説明

１１ 制御部（検出部、案内部）、１２ 集光レンズ（レンズ）、１３ａ ＣＣＤの受光面（受光面）、３０ ＡＦセンサモジュール（検出部）、４０ レンズ駆動部（駆動部）、５０ ピントリング（焦点調節部）、２３０ ＡＦ用測距モジュール（検出部）、２３２ 繰出量計測部（検出部）

Claims (6)

1. 可動の焦点調節部と、
   受光面に被写体を結像させるレンズと、
   前記焦点調節部と連動して前記レンズを光軸方向に移動させる駆動部と、
   前記レンズの合焦度を検出する検出部と、
   検出された前記合焦度に応じて、前記焦点調節部の操作抵抗を変化させる案内部と、
   を備えることを特徴とするカメラ。
2. 前記案内部は合焦位置で操作抵抗を増大させることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
3. 前記案内部は、前記合焦度が合焦を含む所定範囲内のとき、操作抵抗を増大させることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
4. 前記案内部は前記合焦度が合焦に近づくほど操作抵抗を増大させることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
5. 前記案内部は前記合焦度が合焦から遠ざかるほど操作抵抗を増大させることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
6. 前記駆動部は前記レンズと連動するステッピングモータを有し、
   前記案内部は前記ステッピングモータの保持トルクを変化させることによって操作抵抗を変化させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のカメラ。

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