JP2009251557A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】デジタルカメラ100は、光学系Lと、画像取得部45と、絞り調節部29と、焦点調節部22と、ボディーマイコン12と、を有している。絞り調節部29は、光学系Lに含まれる絞りを有しており、絞りの状態を調節可能である。焦点調節部29は、光学系Lに含まれるフォーカスレンズ群25を有しており、コントラスト検出方式によりフォーカスレンズ群25を用いて焦点調節を行う。ボディーマイコン12は、焦点調節部22により焦点調節が行われる前に光学系Lの絞り値が設定絞り値以下になるように、絞り調節部29の動作を制御する。
【選択図】図1
Description
一方、光学系を撮影用として使用する場合は、反射ミラーが撮影用光路から待避する。この結果、ファインダ用光路が撮影用光路に切り換えられ、撮影が終了すると反射ミラーは定位置に瞬時に戻る。この方式は、一眼レフ方式であれば、従来の銀塩カメラでも、デジタルカメラでも同様である。
そこで、撮影時に液晶モニタにより被写体を観察できるモニタ撮影モード(いわゆる、ライブビュー撮影モード)を有する撮像装置が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
しかし、一般的に、絞り値が大きくなると、被写界深度が深くなり画像内でぼやける部分が比較的多くなる。このため、画像信号を利用して焦点を調節するコントラスト検出方式の場合、コントラスト値のピークを特定しにくくなり、焦点調節の精度が低くなるおそれがある。撮影前の絞り値に関係なく、安定した焦点調節が可能な撮像装置が求められている。
また、様々な絞り値の画像を確認する際に、焦点の合った画像の方が絞り値の違いによる画像の違いを確認しやすいが、そのような技術はいまだ提案されていない。
本発明の別の課題は、絞り値変更機能を有する撮像装置において、利便性を高めることにある。
この撮像装置では、焦点調節部により光学像の合焦状態が調節される前に絞り値が設定絞り値以下になるように調節されるため、例えば、設定絞り値が比較的小さい場合、コントラスト検出方式で焦点調節を行う際の被写界深度が浅くなる。被写界深度が浅い状態ではコントラストが大きくなるため、コントラスト検出方式での焦点調節の精度が高まる。これにより、焦点調節前の絞り値に関係なく、安定した焦点調節が可能となる。
第2の発明に係る撮像装置は、第1の発明に係る撮像装置において、焦点調節部による合焦状態の調節後に焦点調節部により合焦状態が調節される前の第1絞り値に光学系の絞り値が戻るように、制御部が絞り調節部の動作を制御する、
第3の発明に係る撮像装置は、第2の発明に係る撮像装置において、制御部が、焦点調節部により合焦状態が調節される前に第1絞り値を設定絞り値と比較し、第1絞り値が設定絞り値よりも大きい場合に、光学系の絞り値が設定絞り値以下になるように、絞り調節部の動作を制御する。
第5の発明に係る撮像装置は、第1から第4のいずれかの発明に係る撮像装置において、焦点調節を開始するための焦点調節情報の入力を受け付ける焦点調節操作部をさらに備えている。制御部は、焦点調節操作部に入力された焦点調節情報に基づいて、光学系の絞り値が設定絞り値以下になるように、絞り調節部の動作の制御を開始する。
ここで、焦点調節操作部の例としては、2段式のレリーズボタンおよびその他の押しボタンが挙げられる。「焦点調節情報の入力」としては、例えば、レリーズボタンの半押し操作が考えられる。
第6の発明に係る撮像装置は、第1から第5のいずれかの発明に係る撮像装置において、表示部と、モード操作部と、をさらに備えている。表示部は画像信号に基づいて被写体の画像を表示する。モード操作部は、表示部に画像が表示されている状態で絞りの状態を調節可能なモードである絞り込みモードを開始するためのモード情報の入力を受け付ける。焦点調節部は、モード操作部に入力されたモード情報に基づいて、合焦状態の調節を開始する。
本発明によれば、絞り値変更機能を有する撮像装置において、利便性を高めることができる。
〔第1実施形態〕
<1:デジタルカメラの全体構成>
図1〜図3を用いて、本発明の一実施形態としてのデジタルカメラ100(撮像装置の一例)について説明する。図1はデジタルカメラ100の全体構成図である。図2はカメラ本体1の制御ブロック図である。図3は交換レンズユニット2の制御ブロック図である。
デジタルカメラ100は、交換レンズ式のデジタル一眼レフカメラである。図1に示すように、デジタルカメラ100は主に、カメラ本体1と、カメラ本体1に取り外し可能に装着された交換レンズユニット2と、から構成されている。交換レンズユニット2は被写体の光学像を形成する。カメラ本体1は交換レンズユニット2により形成された光学像を電気信号に変換し、画像データの記録および画像の表示などを行う。
図1および図3に示すように、交換レンズユニット2は主に、光学系Lと、光学系Lのズーム倍率を調節するズーム調節部24と、光学系Lの焦点を調節する焦点調節部22と、光学系Lの絞り値(絞りの開度により変化する実際のF値)を調節する絞り調節部29と、レンズ制御部としてのレンズマイコン20(制御部の一例)と、を有している。光学系Lはカメラ本体1のイメージセンサ11に被写体像を結ぶ。
レンズマイコン20は、交換レンズユニット2の各種シーケンスを制御するためのユニットである。レンズマイコン20には交換レンズユニット2に関する各種レンズ情報が格納されている。レンズマイコン20は、ズーム制御部62、フォーカス制御部26および絞り制御部27と双方向通信が可能である。
図1および図3に示すように、焦点調節部22は主に、フォーカスレンズ群25(フォーカスレンズの一例)と、フォーカスレンズ群25の動作を制御するフォーカス制御部26と、を有している。フォーカス制御部26は、フォーカスリニアセンサ63から信号を受信可能であり、A/D変換部64を介して、フォーカス駆動モータ65へ信号を送信可能である。フォーカスリニアセンサ63はフォーカスリング39の回転角度を検出する。A/D変換部64はフォーカスリニアセンサ63により検出された回転角度情報をデジタル化する。フォーカス制御部26は、A/D変換部64によりデジタル化されたフォーカスリング39の回転角度情報を物点距離情報に変換する。フォーカス制御部26はレンズマイコン20からの命令に基づいて物点距離情報をレンズマイコン20へ送信する。フォーカス制御部26は、レンズマイコン20からの制御信号に基づいてフォーカス駆動モータ65を駆動する。このように、焦点調節部22により焦点調節が行われる。
絞り制御部27は、絞りリング40により設定されている絞り値を検出する。具体的には、図3に示す絞りリニアセンサ41は絞りリング40の回転角度を検出する。A/D変換部67は絞りリング40により検出された回転角度をデジタル化する。絞り制御部27は、A/D変換部67を介して絞りリニアセンサ41から信号を受信可能であり、A/D変換部67によりデジタル化された絞りリング40の回転角度情報を絞り値情報に変換する。
交換レンズユニット2はさらに、レンズマウント21を有しており、レンズマウント21を介してカメラ本体1の前面に設けられたボディーマウント23に取り外し可能に装着されている。交換レンズユニット2はレンズマウント21に設けられた図示しない電気切片を有している。カメラ本体1はボディーマウント23に設けられた図示しない電気切片を有している。これらの電気切片を介して、後述するボディーマイコン12とレンズマイコン20との間でレンズ情報および各種制御信号の送受信が行われる。
図1および図2に示すように、カメラ本体1は主に、シャッターユニット10と、画像取得部45と、本体制御部としてのボディーマイコン12と、を有している。ボディーマイコン12は各種シーケンスをコントロールする。
画像取得部45は主に、イメージセンサ11と、イメージセンサ11の動作を制御するイメージセンサ制御部13と、を有している。イメージセンサ11は、例えばCCD(Charge Coupled Device)等である。イメージセンサ11は、交換レンズユニット2の光学系Lにより形成される光学像を画像信号に変換する。
図2に示すように、イメージセンサ11から出力される画像信号は、アナログ信号処理部51、A/D変換部52、デジタル信号処理部53、バッファメモリ54、画像圧縮部56の順に処理される。具体的には、画像信号は、イメージセンサ11からアナログ信号処理部51へ送信される。アナログ信号処理部51は、イメージセンサ11から出力された画像信号にガンマ処理等のアナログ信号処理を施す。
これにより、従来の一眼レフに搭載されていたクイックリターンミラーが搭載されていなくても、光学系Lにより形成された被写体の光学像を、表示部16、あるいはファインダ接眼窓9を通して観察することが可能となる。その結果、カメラ本体1の光軸AZに沿った方向における薄型化を図ることができる。さらには、交換レンズユニット2の最後部にあるレンズからイメージセンサ11までの距離(レンズバック)を短くできるため、交換レンズユニット2の小型化を図ることが可能となる。
アナログ信号処理が施された画像信号は、アナログ信号処理部51からA/D変換部52へ送信される。A/D変換部52は、アナログ信号処理部51から出力されたアナログ画像信号をデジタル信号に変換する。
バッファメモリ54に記憶された画像信号は、画像記録制御部17からの命令に従って、バッファメモリ54から画像圧縮部56へ送信される。画像記録制御部17の命令に従って、画像圧縮部56は画像信号に圧縮処理を行う。この圧縮処理により、画像信号のデータサイズは元の画像信号のデータサイズより小さくなる。例えばこの圧縮方式として、JPEG(Joint Photographic Experts Group)方式などが用いられる。圧縮された画像データは、画像圧縮部56から画像記録部18および表示部16へ送信される。
被写体の画像を表示するために、表示部16が設けられている。画像表示制御部15は、ボディーマイコン12からの制御信号に基づいて表示部16を制御する。具体的には、画像表示制御部15は、イメージセンサ11により取得された画像データを読み出し、画像データに対して所定の処理を施した後、表示部16に画像を表示させる。表示部16は、画像表示制御部15の命令に基づいて、画像信号を可視画像として表示するとともに、各種情報を表示する。表示される情報としては、例えば、焦点距離情報、シャッタースピード情報、絞り値情報、撮影モード情報、合焦状態情報、交換レンズユニット2の絞りリング40の有無、ならびに絞り値の設定ステップおよび設定幅等が挙げられる。また、表示部16は、画像表示制御部15の命令に基づいて、所定の撮影および再生モードにおいて、撮影者により設定されるべき設定画面を表示する。
(1.3:操作部)
ここで、図4〜図5を用いてデジタルカメラ100の操作部について説明する。図4はデジタルカメラ100の上面図である。図5はカメラ本体1の背面図である。
図4に示すように、カメラ本体1には、レリーズボタン30(焦点調節操作部の一例)と、シャッタースピード設定ダイアル31と、が設けられている。レリーズボタン30と、シャッタースピード設定ダイアル31とは、カメラ本体1の上面に設けられている。
レリーズボタン30は、ボディーマイコン12へシャッターの操作タイミングを送信する半押し操作および全押し操作が可能な2段式のスイッチであり、ユーザーがレリーズボタン30を半押し操作すると測光処理および測距処理を開始し、全押し操作すると撮影処理を開始する。シャッタースピード設定ダイアル31は、シャッタースピードの設定を行うための操作部材である。シャッタースピード設定ダイアル31は、設定されたシャッタースピード情報およびシャッターモード情報を送信する。シャッタースピード設定ダイアル31を回転することによりシャッタースピードを調節することができる。シャッタースピード設定ダイアル31は、シャッタースピードが自動的に設定されるオートの位置を有している。
図5に示すように、カメラ本体1の背面には、電源ボタン70、撮影/再生モード切り替えボタン71、MENU設定ボタン72、十字操作キー73、SETボタン74、絞り込みモードボタン76(モード操作部の一例)が設けられている。カメラ本体1の背面(ユーザー側の面、Z軸方向負側の面)には表示部16が設けられている。
ユーザーが撮影する場合に、電源ボタン70がONに切り替えられ、撮影/再生モード切り替えボタン71が撮影モードに切り替えられる。これによりデジタルカメラ100の電源が入り、表示部16には、イメージセンサ11により電気的な画像信号に変換された被写体の可視画像が、画像表示制御部15の命令に基づいて表示される。
MENU設定ボタン72は、表示部16に各種操作メニューを表示させるための操作部材である。デジタルカメラ100が撮影モードにある状態において、ユーザーがMENU設定ボタン72を押すと、画像表示制御部15の命令に基づき、表示部16には設定メニュー画面が表示される。設定メニュー画面には、撮影モードにおいてユーザーにより変更可能な設定項目のアイコンが表示される。
なお、ボディーマイコン12は、レリーズボタン30と、シャッタースピード設定ダイアル31と、撮影/再生モード切り替えボタン71と、MENU設定ボタン72と、十字操作キー73と、SETボタン74と、絞り込みモードボタン76と、から信号を受信可能である。
(1.4:絞りリング)
ここで、図6〜図9を用いて絞りリング40について説明する。図6(a)は半径方向外側から見た絞りリング40の展開図、図6(b)は半径方向内側から見た絞りリングの展開図である。図7は絞りリング40と絞りリニアセンサ41との結合部分の断面図である。図8は絞りリニアセンサ41の回路構成図である。図9は絞りリング40の回転角度と絞りリニアセンサ41の出力値との関係を示すグラフである。
図7に示すように、絞りリニアセンサ41は、絞りリング40の半径方向外側に突出する円筒形状の摺動子41aを有している。図6(b)および図7に示すように、絞りリニアセンサ41の摺動子41aは絞りリング40に形成されたカム溝42に挿入されている。絞りリング40が回転すると、カム溝42に沿って摺動子41aは光軸に沿った方向(Z軸方向)に移動する。
図6に示すように、絞りリング40の文字「2」が表示されている位置が指標33の位置と一致している場合、絞りリニアセンサ41の摺動子41aは、カム溝42の位置P上にある。この場合、図9に示すように、絞りリニアセンサ41の出力値(出力電圧値)は、P’となる。つまり、絞りリング40の文字「2」が表示されている位置を指標33の位置と一致させた場合には、絞りリニアセンサ41の出力電圧値はP’となる。
このように、絞りリニアセンサ41は、絞りリング40の回転角度と1対1で対応する出力(出力電圧値)を有しており、絞りリング40の回転角度に応じた絞り値信号を電圧変化として出力する。したがって、絞りリニアセンサ41からの出力に基づいて、絞りリング40の回転角度を検出することができる。
(2.1:撮影モード)
次に、図1〜図3および図5を用いて、ユーザーが表示部16を用いて撮影するモニタ撮影モードにおける駆動シーケンスについて説明する。
このモニタ撮影モードにおいては、その自動焦点方法として、従来の一眼レフカメラに用いられていたクイックリターンミラーと共に搭載されていた焦点検出ユニットを用いた位相差検出方式に替わり、イメージセンサ11で生成された画像データに基づいて、コントラスト検出の自動焦点方式が用いられる。表示部16を用いたモニタ撮影モード(ライブビュー撮影モード)における自動焦点調節(Auto Focus)の方式としてコントラスト検出方式を用いることにより、撮像装置として、精度の良いフォーカス動作を実現することができる。このモニタ撮影モードでは、定常的に、イメージセンサ11で画像データを生成しているので、従来の位相差検出方式に比べ、その画像データを用いたコントラスト検出方式の自動焦点調節をするのが容易である。
コントラスト検出方式の自動焦点調節を行う際には、ボディーマイコン12は、レンズマイコン20に対して、コントラスト検出用データを要求する。コントラスト検出用データは、コントラスト検出方式の自動焦点調節の際に必要なデータであり、例えば、フォーカス駆動速度、フォーカスシフト量、像倍率、コントラスト検出可否情報などが含まれる。ボディーマイコン12は、垂直同期信号を定期的に生成する。また、ボディーマイコン12は、これと並行して、垂直同期信号に基づいて、露光同期信号を生成する。これは、ボディーマイコン12が垂直同期信号を基準にして、露光開始タイミングと露光終了タイミングとを予め把握しているために、露光同期信号を生成できるのである。ボディーマイコン12は、垂直同期信号をタイミング発生器(図示せず)に出力し、露光同期信号をレンズマイコン20に出力する。レンズマイコン20は、露光同期信号に同期して、フォーカスレンズ群25の位置情報を取得する。
次に、撮影動作について、具体的に説明する。ユーザーのレリーズボタン30の半押し操作により、デジタルカメラ100のボディーマイコン12は、交換レンズユニット2内のレンズマイコン20より、レンズマウント21およびボディーマウント23を介して、各種レンズデータを受け取り、内蔵するメモリ68に保存する。また、ボディーマイコン12は、レンズマイコン20に対して、自動焦点開始コマンドを発信する。レリーズボタン30が半押しされた場合、自動焦点開始コマンドは、コントラスト検出方式の自動焦点調節を開始する旨を示すコマンドである。このコマンドに基づいて、レンズマイコン20は、フォーカスレンズ群25を光軸AZに沿った方向に駆動制御する。ボディーマイコン12は、受信した画像データに基づいて、自動焦点調節用の評価値(以下、AF評価値という)を算出する。具体的には、イメージセンサ11で生成された画像データから輝度信号を求め、輝度信号の画面内における高周波成分を積算して、AF評価値を求める方法が知られている。この算出したAF評価値は、露光同期信号と関連付けた状態でDRAM(図示せず)に保存される。そして、レンズマイコン20から取得したレンズ位置情報も露光同期信号と関連付けられている。そのため、ボディーマイコン12は、AF評価値をレンズ位置情報と関連付けて保存することができる。
また、この状態では、デジタルカメラ100は、イメージセンサ11で生成した画像データが示す画像をスルー画像として表示部16に表示する。このスルー画像が動画(ライブビュー)で表示部16に表示されるので、ユーザーは、表示部16を見ながら静止画を撮像するための構図を決めることができる。
この後、ボディーマイコン12は、ユーザーによりレリーズボタン30が全押し操作されると、レンズマイコン20に対して、絞り値を不図示の測光センサからの出力に基づいて計算された絞り値にするよう指示する。そして、レンズマイコン20は、絞り制御部27をコントロールし、指示された絞り値まで、絞りを絞り込む。イメージセンサ制御部13は、イメージセンサ11の駆動を指示し、シャッターユニット10の動作を指示する。なお、イメージセンサ制御部13は、イメージセンサ11の出力より算出された所定のシャッタースピードの時間だけ、イメージセンサ11を露光する。
また、本デジタルカメラ100の自動焦点方式として、多点測距方式が用いられている。この多点測距方式とは、例えば、あらかじめ9点の測距領域Faが設定されており、フォーカス制御時には、各測距領域Faにおける合焦状態を検出し、主被写体に対する最適な合焦位置を算出する。なお、この測距領域Faについては、デジタルカメラ100により自動的に設定する、あるいはユーザーが十字操作キー73などを用いて、任意の場所に設定する方式のいずれであってもよい。
デジタルカメラ100は、露出設定モードとして、プログラム撮影モード、シャッタースピード優先撮影モード、絞り優先モードおよびマニュアル撮影モードを有している。プログラム撮影モードは通常撮影領域に対して自動で露出設定を行うモードである。シャッタースピード優先モードは、シャッタースピードを手動で設定するモードである。絞り優先モードは絞り値を手動で設定するモードである。マニュアル撮影モードはシャッタースピードおよび絞り値を両方とも手動で設定するモードである。
これらの4つの露出設定モードは、絞りリング40およびシャッタースピード設定ダイアル31により選択することができる。具体的には、例えば、絞りリング40の文字「A」が指標33と一致している状態で、シャッタースピード設定ダイアル31によりシャッタースピードがオートに設定されている場合、プログラム撮影モードが選択される。絞りリング40の文字「A」が指標33と一致している状態で、シャッタースピード設定ダイアル31によりシャッタースピードがマニュアルに設定されている場合、シャッタースピード優先撮影モードが選択される。絞りリング40の文字「2」〜「11」のいずれかが指標33と一致している状態で、シャッタースピード設定ダイアル31によりシャッタースピードがオートに設定されている場合、絞り優先撮影モードが選択される。絞りリング40の文字「2」〜「11」のいずれかが指標33と一致している状態で、シャッタースピード設定ダイアル31によりシャッタースピードがマニュアルに設定されている場合、マニュアル撮影モードが選択される。
(2.3:オート絞りモード)
絞りリニアセンサ41は、絞りリング40の回転角度に応じた信号を絞り制御部27へ出力する。絞りリング40の文字「A」が指標33と一致している場合、レリーズボタン30が操作されると、絞り制御部27は、絞りリニアセンサ41から受信した信号に基づいて露出設定モードがオート絞りモードであることを判断する。絞り制御部27での判断結果は、レンズマイコン20、ボディーマイコン12へ送信される。このとき、ボディーマイコン12への送信は、例えば、レンズマイコン20とボディーマイコン12とのマイコン間通信を介して行われる。
ボディーマイコン12からデジタル信号処理部53へ命令が送信され、デジタル信号処理部53により所定のタイミングで画像信号がボディーマイコン12へ送信される。デジタル信号処理部53から送信される画像信号に基づいてボディーマイコン12により露出値が演算される。露出設定モードがプログラム撮影モードである場合、調整可能な絞り値とシャッタースピードとから絞り値およびシャッタースピードの適切な組み合わせがボディーマイコン12により決定される。露出設定モードがシャッタースピード優先撮影モードである場合、設定されたシャッタースピードに対する適切な絞り値がボディーマイコン12により演算される。
それと同時に、ボディーマイコン12から画像表示制御部15へ制御信号が送信される。この制御信号に基づいて、画像表示制御部15は表示部16を駆動する。具体的には、露出設定モードがプログラム撮影モードである場合、画像表示制御部15により露出設定モードがプログラム撮影モードである旨が表示部16に表示される。露出設定モードがシャッタースピード優先モードである場合、画像表示制御部15により露出設定モードがシャッタースピード優先モードである旨が表示部16に表示される。
ボディーマイコン12からの制御信号に基づいて、シャッター駆動モータ10aを駆動するための駆動信号がシャッター制御部14により生成される。この駆動信号に基づいてシャッター駆動モータ10aは駆動され、シャッター駆動モータ10aによりシャッターユニット10が駆動される。
以上のように、デジタルカメラ100においてオート絞りモードによる露出設定が行われる。レリーズボタン30の操作後、以上の動作は瞬時に実行される。
露出設定モードがプログラム設定モードである場合、画像記録制御部17の命令に基づいて、露出設定モードがプログラム撮影モードである旨の情報が画像信号とともに内部メモリおよび/または記録媒体に記録される。露出設定モードがシャッター優先モードである場合、画像記録制御部17の命令に基づいて、露出設定モードがシャッタースピード優先モードである旨の情報が画像信号とともに内部メモリおよび/または記録媒体に記録される。
(2.4:マニュアル絞りモード)
絞りリング40の文字「2」〜「11」のいずれかの文字が指標33と一致している場合、レリーズボタン30が操作されると、絞り制御部27は、絞りリニアセンサ41から受信した信号に基づいて露出設定モードがマニュアル絞りモードであると判定する。絞り制御部27での判断結果は、レンズマイコン20へ送信される。
レンズマイコン20は、絞り制御部27に対して絞りリング40の回転角度から検出された絞り値情報を要求する。レンズマイコン20からの命令に基づいて、絞りリング40の回転角度から検出された絞り値情報が、絞り制御部27からレンズマイコン20およびボディーマイコン12へ送信される。露出設定モードが絞り優先撮影モードである場合、ボディーマイコン12からデジタル信号処理部53へ命令が送信され、所定のタイミングで画像信号がデジタル信号処理部53からボディーマイコン12へ送信される。
それと同時に、ボディーマイコン12から画像表示制御部15へ制御信号が送信される。この制御信号に基づいて、画像表示制御部15は表示部16を駆動する。具体的には、露出設定モードが絞り優先撮影モードである場合、画像表示制御部15により露出設定モードが絞り優先撮影モードである旨が表示部16に表示される。露出設定モードがマニュアル撮影モードある場合、画像表示制御部15により露出設定モードがマニュアル撮影モードである旨が表示部16に表示される。
ボディーマイコン12からの制御信号に基づいて、シャッター駆動モータ10aを駆動するための駆動信号がシャッター制御部14により生成される。この駆動信号に基づいてシャッター駆動モータ10aが駆動され、シャッター駆動モータ10aによりシャッターユニット10が駆動される。
以上のように、デジタルカメラ100においてマニュアル絞りモードによる露出設定が行われる。レリーズボタン30の操作後、以上の動作は瞬時に実行される。
露出設定モードが絞り優先モードある場合、画像記録制御部17の命令に基づいて、画像記録部18により露出設定モードが絞り優先モードである旨の情報が画像信号とともに内部メモリおよび/または記録媒体に記録される。露出設定モードがマニュアル撮影モードである場合、画像記録制御部17の命令に基づいて、露出設定モードがマニュアル撮影モードである旨の情報が画像信号とともに画像記録部18により内部メモリおよび/または記録媒体に記録される。
<3.絞り込みモード>
次に、撮影時の絞り込みモードについて説明する。
絞り込みモードでは、被写界深度の確認が表示部16を介して行われる。具体的には、絞り込みモードボタン76が押されると、撮影モードが自動的にモニタ撮影モードに移行する。この結果、絞りユニット28での実際の絞り値に対応する実時間画像が表示部16に表示される。これにより、表示部16を介して被写界深度の確認を容易に行うことができる。「モード操作部にモード情報が入力される」は、絞り込みモードボタン76が押されることを意味している。
例えば、この絞り込みモードにおいて、交換レンズユニット2に絞りリング40が搭載されている場合には、レンズマイコン20は、絞りリング40の回転角度に基づいて検出された絞り値情報を絞り制御部27に要求する。レンズマイコン20からの命令に基づいて、絞りリング40の回転角度から検出された絞り値情報が、絞り制御部27によりレンズマイコン20およびボディーマイコン12へ送信される。レンズマイコン20からの制御信号に基づいて、絞り駆動モータ28bを駆動するための駆動信号が絞り制御部27により生成される。この駆動信号に基づいて絞り駆動モータ28bは駆動され、絞り駆動モータ28bにより絞りユニット28の絞り羽根が駆動される。
次に、図10〜図12を用いて絞り込みモードにおける具体的な動作について説明する。図10および図11は絞り込みモードのフローチャートである。図12(a)は絞り値がF8の場合の実絞り画像の一例である。図12(b)は絞り値がF2の場合の実絞り画像の一例である。図12(c)は、絞り値がF8の場合の再表示画像の一例である。
図10に示すように、絞り込みモードボタン76が押されたか否かがボディーマイコン12により判断される(S1)。絞り込みモードボタン76が押された場合には、絞り込みモードに移行する(S1)。絞り込みモードで画像を観察する際、焦点調節がされている画像の方が好ましい。そこで、このデジタルカメラ100では、絞り込みモードボタン76が押されたことをボディーマイコン12が検知すると、コントラスト検出方式により焦点調節(光学系Lにより形成された光学像の合焦状態の調節)が行われる(S2)。絞り込みモード以外のモードでは絞り値がF2(絞りが開放状態である最小値)に設定されているため、コントラスト検出方式による高精度の焦点調節が期待できる。
しかしながら、ユーザーが撮影したい被写体が左側にある「花1」の場合、この「花1」に対して、本当に焦点が合っているかどうかを判断しにくい。また、マニュアルフォーカスにてその都度焦点を合わせることは、特に初心者のユーザーにとっては煩わしい。
そこで、このデジタルカメラ100では、画像内の特定の部分に測距領域を合わせることができる。例えば、図12(a)に示す「花1」に対して正確に焦点を合わせる場合、「花1」に測距領域Faをユーザーが手動で合わせる(S8)。測距領域Faを合わせる際、例えば十字操作キー73が用いられる。十字操作キー73に入力された方向に測距領域Faが移動する。コントラスト検出方式を用いた自動焦点時には、測距領域Faを設定することにより、正確でかつ速い合焦動作を実現することができる。この場合には、「花1」上に測距領域Faを設定することにより、合焦判定の基準を「花1」に設定することができる。
レリーズボタン30を半押し操作すると、自動焦点調節が開始される(S9)。この自動焦点調節については、前述したように、コントラスト検出方式が用いられる。
このデジタルカメラ100では、コントラスト値のピーク位置をより正確に算出できるようにするために、自動焦点調節が行われる前に自動的に絞りが開放状態に調節される。具体的には、レリーズボタン30を半押し操作すると、ボディーマイコン12からレンズマイコン20へ半押し操作信号が送信される。レンズマイコン20は、この信号に基づいて、絞り調節部29での絞り値が一旦開放状態(この場合は、最小絞り値F2(設定絞り値))になるように絞り調節部29に指令を下す。この結果、図12(b)に示すように、光学系Lの絞り値がF2に調節され(S10)、絞り値がF2である実絞り画像が表示部16に表示される。このとき、例えばレリーズボタン30が押された時点での絞りリング40での入力絞り値が、ボディーマイコン12または絞り制御部27により記憶される。絞りが開放状態に設定された後、前述のようにコントラスト検出方式を用いて自動焦点調節が行われる(S11)。自動焦点調節終了後、絞り調節部29により、自動焦点調節が行われる前の状態(絞り値F8(第1絞り値)の状態)に絞り値が自動的に戻され(S12)、図12(c)に示すように、絞りリング40にて設定された絞り値F8の画像が表示部16に再表示される(S13)。
また、自動焦点調節の前に、主被写体(例えば「花1」)に測距領域Faを合わせることで、焦点調節の精度をさらに高めることができる。
なお、一般的に、絞り値がF8である画像は、絞り値がF2の場合に比べてイメージセンサ11に一定時間内に入射する光の量が少ない。このため、絞り値F2の画像に比べて、絞り値F8の画像は、表示部16に表示される画像が暗くなり、ユーザーにとって見にくい。
このように、このデジタルカメラ100では、絞り値に応じて暗くなる実絞り画像を明るく表示することができる。これにより、明るさの違いに影響されることなく、ユーザーが画像の被写界深度を容易に確認することが可能となる。
絞り込みモードボタン76がOFFであるか否かがボディーマイコン12により判断され、絞り込みモードボタン76がOFFでない場合はステップS3〜S12が繰り返される(S13)。これにより、絞りリング40の入力絞り値に対応する実時間画像が表示部16に表示され、表示部16を介して撮影時の被写界深度の確認を容易に行うことができる。
<特徴>
デジタルカメラ100の特徴は以下の通りである。
(1)
このデジタルカメラ100では、焦点調節部22により光学像の合焦状態が調節される前に、絞り値が最小値(F2、開放状態)になるように調節されるため、コントラスト検出方式で焦点調節を行う際に被写界深度が浅くなる。特に、被写界深度が浅い状態ではコントラストが大きくなるため、コントラスト検出方式での焦点調節の精度が高まる。これにより、焦点調節前に絞りリング40で設定された絞り値に関係なく、安定した焦点調節が可能となる。
このデジタルカメラ100では、焦点調節が完了した後に、光学系Lの絞り値が焦点調節前の絞り値F8に自動的に戻るため、絞り値を戻すために焦点調節後に絞りを手動で操作する必要がなく、円滑な撮影が可能となる。
(3)
このデジタルカメラ100では、設定絞り値が最小絞り値であるため、被写界深度が最も浅い状態で焦点調節を行うことができ、コントラスト検出方式による焦点調節がより安定する。
(4)
このデジタルカメラ100では、レリーズボタン30を半押しすると、光学系Lの絞り値がF2(最小値、開放状態)になるように、ボディーマイコン12により絞り調節部29の動作が制御される。このため、焦点調節前に絞りを開放状態に確実に調節することができる。
このデジタルカメラ100では、絞り込みモード開始直後にコントラスト検出方式により焦点調節が行われるため、焦点が概ね合った画像を用いて被写界深度を確認できる。これにより、絞り値の違いによる画像の違いをより確認しやすくなり、利便性が高まる。
特に、このデジタルカメラ100では、絞り込みモード以外のモードでの絞り値がF2(絞りが開放状態である最小値)に設定されているため、絞り込みモード開始直後にコントラスト検出方式を用いた精度の高い焦点調節が可能となる。
〔他の実施形態〕
本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
前述の実施形態では、表示部16での被写界深度の確認のみの説明であるが、絞り込みモードにおいて、レリーズボタン30の全押し操作により静止画を撮影できるシーケンスであってもよい。
(2)
前述の実施形態では、交換レンズユニット2に搭載された絞りリング40を用いて絞り値の変更が行われている。しかし、交換レンズユニット2に絞りリング40が搭載されていない場合も考えられる。この場合、例えば、カメラ本体1に搭載されたダイアルなどを用いて絞り値の変更が行われる。カメラ本体1に搭載されたダイアルは、絞り値設定の専用ダイアルでなくてもよく、例えば絞り値設定以外に他の機能を有していてもよい。
前述の実施形態では、イメージセンサ11の前にクイックリターンミラーを配置しない撮像装置の構成について説明したが、従来の一眼レフカメラのように、クイックリターンミラーを配置した構成であっても、本発明を適用することができる。その場合には、ライブビュー撮影モード時には、クイックリターンミラーを光軸AZ外へ退避させる必要がある。
(4)
前述の実施形態では、絞り込みモードボタン76を1度押せば撮影モードが絞り込みモードに移行され、もう1度押せば絞り込みモードが解除される。しかし、絞り込みモードボタン76を押している間のみ、絞り込みモードが継続される構成であってもよい。
前述の実施形態では、レリーズボタン30の半押し操作により絞込みモードでの自動焦点調節が開始されるが、別途、レリーズボタン30とは異なるボタンを設けてもよい。この場合、そのボタンを押すことにより、自動焦点調節がスタートする。従来の一眼レフカメラのようにクイックリターンミラーが設けられている場合には、レリーズボタン30の半押し動作により、退避されていたクイックリターンミラーを光軸AZ内に配置して自動焦点調節できるようにしてもよい。また、レリーズボタン30と異なるボタンを利用する場合には、レリーズボタン30と異なるボタンを押している間のみ、退避されていたクイックリターンミラーを光軸AZ内に配置して自動焦点調節できるようにしてもよい。
(6)
前述の実施形態では、ステップS7およびS13でのゲインアップ処理はアナログ信号処理部51のAGC部59により行われている。しかし、アナログ信号処理部51などによりイメージセンサ11の感度を上げることで絞り値に応じて画像の明るさを調節する場合も考えられる。また、アナログ信号処理部51以外の部分でゲインアップ処理に相当する処理が行われてもよい。
前述の実施形態では、デジタル一眼レフカメラを例に撮像装置について説明している。しかし、前述の技術は、絞り値変更機能を有していれば、デジタル一眼レフカメラ以外の装置(デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ機能付き携帯電話端末、カメラ機能付きPDA(Personal Digital Assistant)およびカメラ機能付きPC(Personal Computer))にも適用可能である。撮像装置としては、静止画および動画の撮影が可能な装置、静止画のみの撮影が可能な装置および動画のみの撮影が可能な装置が考えられる。
(8)
上記説明に用いた座標軸および方向は、デジタルカメラ100の使用状態を限定するものではない。
前述の実施形態では、絞り込みモード開始直後に自動焦点調節が行われるが、図10のステップS2がない場合でも、図11のステップS10〜S12により絞り込みモードにおいて安定した焦点調節が可能となる。
逆に、図11のステップS10〜S12がない場合でも、図10のステップS2により絞り値の違いによる画像の違いをより確認しやすくなり、利便性を高めることができる。
(10)
前述の実施形態では、ステップS10において絞りが開放状態に調節されているが、ステップS10での設定絞り値が最小である必要はない。例えば、ステップS10での設定絞り値がF2.8やF4などの比較的小さい絞り値であってもよい。この場合、前述の場合と同様に、光学系Lの絞り値が必ず設定絞り値になるように絞りを調節してもよい。
一方、実際の絞り値が設定絞り値と同じあるいは設定絞り値よりも小さい場合、絞りの調節が行われずに、焦点調節が開始される(S11)。
図13に示す場合であっても、焦点調節前の絞り値が比較的小さくなるため、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、実際の絞り値が設定絞り値よりも大きい場合、光学系Lの絞り値が設定絞り値よりも小さい絞り値(設定絞り値とは別に設定された絞り値)になるように絞りが調節されてもよい。例えば、ステップS21において、設定絞り値がF4、実際の絞り値がF8である場合に、光学系Lの絞り値が最小値(例えばF2)になるように絞りが調節されてもよい。
AZ 光軸
1 カメラ本体
2 交換レンズユニット
9 ファインダ接眼窓
10 シャッターユニット
11 イメージセンサ(画像取得部の一例)
12 ボディーマイコン(制御部の一例)
14 シャッター制御部
15 画像表示制御部
16 表示部
18 画像記録部
20 レンズマイコン
21 レンズマウント
23 ボディーマウント
25 フォーカスレンズ群(フォーカスレンズの一例)
27 絞り制御部
28 絞りユニット
28b 絞り駆動モータ
29 絞り調節部
30 レリーズボタン(焦点調節操作部の一例)
31 シャッタースピード設定ダイアル
33 指標
38 ズームリング
39 フォーカスリング
40 絞りリング
41 絞りリニアセンサ
51 アナログ信号処理部
53 デジタル信号処理部
59 AGC部
62 ズーム制御部
65 フォーカス駆動モータ
69 交換レンズ内メモリ
71 撮影/再生モード切り替えボタン
72 MENU設定ボタン
73 十字操作キー
74 SETボタン
75 撮影モード切り替えボタン
76 絞り込みモードボタン(モード操作部の一例)
100 デジタルカメラ(撮像装置の一例)
Claims (7)
- 被写体の画像を生成するための撮像装置であって、
前記被写体の光学像を形成する光学系と、
前記光学像を画像信号に変換する画像取得部と、
前記光学系に含まれる絞りを有し前記絞りの状態を調節可能な絞り調節部と、
前記光学系に含まれる前記フォーカスレンズを有し、コントラスト検出方式により前記フォーカスレンズを用いて前記光学像の合焦状態を調節可能な焦点調節部と、
前記焦点調節部により前記合焦状態が調節される前に前記光学系の絞り値が設定絞り値以下になるように、前記絞り調節部の動作を制御する制御部と、
を備えた撮像装置。 - 前記制御部は、前記焦点調節部による前記合焦状態の調節後に、前記焦点調節部により前記合焦状態が調節される前の第1絞り値に前記光学系の絞り値が戻るように、前記絞り調節部の動作を制御する、
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記制御部は、前記焦点調節部により合焦状態が調節される前に前記第1絞り値を前記設定絞り値と比較し、前記第1絞り値が前記設定絞り値よりも大きい場合に、前記光学系の絞り値が前記設定絞り値以下になるように、前記絞り調節部の動作を制御する、
請求項2に記載の撮像装置。 - 前記設定絞り値は、前記光学系における最小絞り値である、
請求項1から3のいずれかに記載の撮像装置。 - 焦点調節を開始するための焦点調節情報の入力を受け付ける焦点調節操作部をさらに備え、
前記制御部は、前記焦点調節操作部に入力された前記焦点調節情報に基づいて、前記光学系の絞り値が前記設定絞り値以下になるように、前記絞り調節部の動作の制御を開始する、
請求項1から4のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記画像信号に基づいて前記被写体の画像を表示する表示部と、
前記表示部に前記画像が表示されている状態で前記絞りの状態を調節可能なモードである絞り込みモードを開始するためのモード情報の入力を受け付けるモード操作部と、をさらに備え、
前記焦点調節部は、前記モード操作部に入力された前記モード情報に基づいて、前記合焦状態の調節を開始する、
請求項1から5のいずれかに記載の撮像装置。 - 被写体の画像を生成するための撮像装置であって、
前記被写体の光学像を形成する光学系と、
前記光学像を画像信号に変換する画像取得部と、
前記光学系に含まれる絞りを有し、前記絞りの状態を調節可能な絞り調節部と、
前記光学系に含まれる前記フォーカスレンズを有し、前記画像信号を利用したコントラスト検出方式により前記フォーカスレンズを用いて前記光学像の合焦状態を調節可能な焦点調節部と、
前記画像信号に基づいて前記被写体の画像を表示する表示部と、
前記表示部に前記画像が表示されている状態で前記絞りの状態を調節可能なモードである絞り込みモードを開始するためのモード情報の入力を受け付けるモード操作部と、を備え、
前記焦点調節部は、前記モード操作部に入力された前記モード情報に基づいて、前記合焦状態の調節を開始する、
撮像装置。
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