JP2010008602A

JP2010008602A - レンズ鏡筒及びカメラシステム

Info

Publication number: JP2010008602A
Application number: JP2008166483A
Authority: JP
Inventors: Masateru Asayama; 正輝朝山
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2028-06-25
Also published as: JP5320855B2

Abstract

【課題】デフォーカス量に対するレンズ鏡筒に対応した補正量をさらに補正することのできるレンズ鏡筒及びカメラシステムを提供する。
【解決手段】本発明のレンズ鏡筒（１００）は、光学系（１１）の焦点調節状態を検出する焦点検出手段（２８）と、該焦点検出手段（２８）の検出結果に基づいて前記光学系（１１）による像の合焦判定を行う合焦判定手段（２９）と、を備えるカメラ（２００）に装着可能なレンズ鏡筒（１００）であって、前記検出結果に対する第１補正値（Ｙ）を設定可能な補正値設定手段（１５，１６，１９）を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、オートフォーカス時の合焦位置の調整が可能なレンズ鏡筒及びカメラシステムに関するものである。

従来、複数の撮影レンズをカメラに選択的に装着して用いる際に、撮影レンズの個体ごとに対応付けて補正量を記憶しておき、撮影レンズからの光束に基づいて検出されたデフォーカス量を、撮影レンズごとの個体情報に応じた補正量で補正するカメラが知られている。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２２７６３９号公報

しかし、合焦精度の向上が要求されており、十分な精度で合焦させることが困難となってきた。

本発明の課題は、より高精度に合焦させることのできるレンズ鏡筒及びカメラシステムを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、光学系（１１）の焦点調節状態を検出する焦点検出手段（２８）と、該焦点検出手段（２８）の検出結果に基づいて前記光学系（１１）による像の合焦判定を行う合焦判定手段（２９）と、を備えるカメラ（２００）に装着可能なレンズ鏡筒（１００）であって、前記検出結果に対する第１補正値（Ｙ）を設定可能な補正値設定手段（１５，１６，１９）を備えることを特徴とするレンズ鏡筒（１００）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレンズ鏡筒（１００）であって、前記焦点検出手段（２８）による検出結果を補正する第２補正値（Ｘ）を記憶する記憶手段（１４）を備え、前記補正値設定手段（１５，１６，１９）は、前記第１補正値（Ｙ）によって前記第２補正値（Ｘ）を補正することを特徴とするレンズ鏡筒（１００）である。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のレンズ鏡筒（１００）であって、前記光学系（１１）を焦点調節する焦点調節光学系（１１ａａ）を備え、前記第１補正値（Ｙ）及び第２補正値（Ｘ）が、前記焦点調節光学系（１１ａａ）の駆動量に対する補正値であることを特徴とするレンズ鏡筒（１００）である。
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載のレンズ鏡筒（１００）であって、前記記憶手段（１４）は、前記レンズ鏡筒（１００）が装着される前記カメラ（２００）の種類に対応付けて前記第２補正値（Ｘ）を記憶することを特徴とするレンズ鏡筒（１００）である。
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒（１００）であって、前記記憶手段（１４）は、焦点距離に応じた前記第２補正値（Ｘ）を記憶することを特徴とするレンズ鏡筒（１００）である。
請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒（１００）であって、前記記憶手段（１４）は、撮影距離に応じた第２補正値（Ｘ）を記憶することを特徴とするレンズ鏡筒（１００）である。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒（１００）と、前記光学系（１１）による像を撮像する撮像手段（２６）と、を有することを特徴とするカメラシステム（１）である。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のカメラシステム（１）であって、前記撮像手段（２６）によって撮像された像を表示する表示部（２７）と、該表示部（２７）に前記像を表示中に、前記第１補正値（Ｙ）を設定可能とするとともに、該第１補正値（Ｙ）の設定に応じて前記光学系（１１）を駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴とするカメラシステム（１）である。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のカメラシステム（１）であって、前記制御手段は前記第１補正値（Ｙ）の設定に応じて前記撮像手段（２６）によって前記像を撮像させ、該像を前記表示部（２７）に表示させることを特徴とするカメラシステム（１）である。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。

本発明によれば、より高精度に合焦させることのできるレンズ鏡筒及びカメラシステムを提供するができる。

（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の第一実施形態について説明する。図１は第一実施形態のレンズ鏡筒１００と、そのレンズ鏡筒１００が着脱交換可能なカメラ２００とを備えるカメラシステム１のブロック図である。

レンズ鏡筒１００は、フォーカスレンズ群１１ａａを含む複数のレンズ群１１ａから構成される撮影光学系１１と、撮影光学系１１のレンズ群１１ａを移動させるレンズ駆動装置１２と、レンズ駆動装置１２の制御を含むレンズ鏡筒１００全体の制御を行うレンズＣＰＵ１３を備える。レンズ群１１ａは、レンズＣＰＵ１３の制御に応じてレンズ駆動装置１２によりそれぞれ駆動され、焦点距離の変更、またはフォーカス調整が行われる。

また、レンズ鏡筒１００は、データ記憶装置１４を備える。データ記憶装置１４には、後述するデフォーカス量を補正する補正値Ｘのデータが記憶されている。さらにレンズ鏡筒１００は、その補正値Ｘに対するオフセット量ΔＹを入力するオフセット量入力装置１５と、その入力されたオフセット量ΔＹを一時的に記憶するオフセット量記憶装置１６と、カメラ２００のとの通信を行うレンズ通信装置１７とを備える。

図２はカメラ２００に装着された状態のレンズ鏡筒１００の側面図である。上述のオフセット量入力装置１５は、図中、レンズ鏡筒１００の側面に設けられた調整ダイヤル１５である。この調整ダイヤル１５を回すことにより補正値Ｘに対するオフセット量ΔＹを入力することができる。オフセット量ΔＹの大きさは、調整ダイヤル１５の回転量で調整可能である。

レンズ鏡筒１００の側部にはさらに、調整モード選択スイッチ１８と、設定ボタン１９とが設けられている。調整モード選択スイッチ１８は、補正値Ｘをオフセット量が加えられていない初期値にするリセットモードと、補正値Ｘにオフセット量を加える調整モードの２つのモードのいずれかを選択するスイッチである。

調整モード選択スイッチ１８で調整モードを選択し、オフセット量入力装置１５でオフセット量ΔＹを入力すると、その値は一時的にオフセット量ΔＹ記憶装置１６に入力される。そして、設定ボタン１９を押すことにより、データ記憶装置１４において、現在記憶されている補正値Ｘにオフセット量ΔＹを加えた値が、新たな補正値Ｘとして記憶される。

一方、カメラ２００は、図１に示すように、光路上に配置されるとともに光路から退避可能なメインミラー２１と、メインミラー２１により上方に反射された光により被写体像が形成される焦点板２２、焦点板２２に形成された被写体像を反転させるペンタプリズム２３、及びファインダ２４等を備える。

カメラ２００はさらに、メインミラー２１の背面側（撮影者側）に、メインミラー２１を透過した被写体光を下方に導くサブミラー２５を備え、メインミラー２１とサブミラー２５とはともに光路に対して退避可能となっている。カメラ２００は、メインミラー２１及びサブミラー２５が光路から退避した状態で被写体光が入射し、被写体像による画像信号を生成する撮像素子２６（例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳイメージセンサ）を備える。この、撮像素子２６の撮影者側には液晶等の表示装置２７が配置されている。

カメラ２００は、サブミラー２５によって下方に導かれた光が入射する焦点検出装置２８、カメラ２００の各部の制御を行うカメラＣＰＵ２９及びレンズ通信装置１７との通信を行うカメラ通信装置３０とを備える。焦点検出装置２８は、上述のデフォーカス量を検出する装置で、焦点検出光学系（図示せず）と、その焦点検出光学系を通った被写体光が結像される光電変換素子（図示せず）とを備える。

デフォーカス量とは、撮影光学系１１の光軸を挟んだ異なる２領域を通過する被写体光によってそれぞれ形成された２つの像の像面ずれ量（プレディクション量）である。カメラＣＰＵ２９は、そのデフォーカス量が一定の範囲に納まるまで焦点検出を行う合焦判定装置としても機能する。

次に、本実施形態のカメラシステム１におけるデフォーカス量の調整動作について説明する。図３は、カメラシステム１の合焦及び撮影動作を示すフローチャートである。

レンズ鏡筒１００がカメラ２００に装着され、レリーズボタン（図示せず）が半押しされると、カメラ通信装置３０とレンズ通信装置１７との間の通信が可能となり、レンズＣＰＵ１３により現在装着されているカメラ２００が認識される。

撮影者が任意に焦点距離を選択すると、そのときのレンズ鏡筒１００における焦点距離がカメラ２００により確認される（Ｓ２）。次いで、焦点検出装置２８により測距が行われる（Ｓ３）。具体的には、レンズ鏡筒１００の撮影光学系１１の光軸を挟んだ異なる２領域を通過する被写体光が、ハーフミラーとなっているメインミラー２１を通過し、サブミラー２５によってカメラ２００の下方の焦点検出装置２８へと反射される。この反射光は、焦点検出光学系によって光電変換素子に導かれる。カメラＣＰＵ２９では光電変換素子より２領域を通過した２像の信号が読み出される。この読み出された信号に相関演算を施すことによりデフォーカス量が求められる（Ｓ４）。

ここで、レンズＣＰＵ１３に伝達されるデフォーカス量は焦点検出光学系の絞り値（例えばＦ８）を基準にして求められている。一方、レンズ鏡筒１００の撮影光学系１１における絞り値は合焦動作の際に開放である。このため、カメラ２００から送られたデフォーカス量を基に駆動量を求めてフォーカスレンズ群１１ａａを駆動させても、正確に合焦することができない。すなわち、撮影光学系１１と焦点検出光学系の絞り値の差の影響による像面ずれ量に相当する補正が必要となる。このため、この、絞り値の差の影響による補正値Ｘのデータが、データ記憶装置１４に記憶されている。

図４はデータ記憶装置１４に記憶されている補正値Ｘの例を示したものである。図中ｄ０からｄｎは撮影距離で、ｄ０は無限遠でｄｎは至近距離を示す。ｚ０からｚｎは焦点距離で、ｚ０はワイド端、ｚｎはテレ端を示す。例えば、このレンズ鏡筒１００がカメラ２００に装着された場合、撮影距離が無限遠のｄ０で、焦点距離がワイド端のｚ０の場合、カメラ２００で測定されたデフォーカス量に対してＸ００の補正が必要となる。

この補正値Ｘは、レンズ通信装置１７を介してカメラ通信装置３０に伝達される。そしてカメラＣＰＵ２９で、デフォーカス量に補正値Ｘが加えられる（Ｓ５）。この合算された量に対応するレンズ駆動量が、パルス数としてカメラＣＰＵ２９で計算され（Ｓ６）、カメラ通信装置３０からレンズ通信装置１７、レンズＣＰＵ１３と伝達され、レンズＣＰＵ１３の指示により、レンズ駆動装置１２を介して撮影光学系１１のフォーカスレンズ群１１ａａが駆動される。

フォーカスレンズ群１１ａａが駆動された撮影光学系１１を被写体光が通過し、その被写体光は、再度、焦点検出装置２８に入射され、デフォーカス量が演算される。このデフォーカス量が一定の範囲内にある場合は、合焦判定装置（カメラＣＰＵ）２９により合焦とみなされる（Ｓ７，ＹＥＳ）。また、一定の範囲にない場合（Ｓ７，ＮＯ）は、再度Ｓ３に戻り、Ｓ３からＳ６が繰り返される。

合焦とみなされる範囲にデフォーカス量が入り（Ｓ７，ＹＥＳ）、全押しが検知されると（Ｓ８）、ミラーアップして被写体光が撮影される（Ｓ９）。撮影された画像は表示装置２７に表示され（Ｓ１０）、合焦及び撮影動作が終了する。

ここで、撮影動作が終了すると、撮影者は、表示装置２７に表示された撮影画像を観察し、合焦の度合いに満足いかない場合、図３の調整ダイヤル１５を回転させてオフセット量ΔＹを入力する。このオフセット量ΔＹはオフセット量記憶装置１６に一時的に記憶される。

このオフセット量ΔＹにより、合焦の度合いが向上したかどうかを確認する場合、撮影者は再度レリーズボタンを半押しする。これにより、再度図３に示す合焦及び撮影動作が繰り返される。そして、撮影者は、調整ダイヤル１５によるオフセット量ΔＹの入力及びレリーズボタンの半押しを繰り返し、合焦度合いに満足した場合、図２に示す設定ボタン１９を押下する。この押下により、補正値Ｘにオフセット量ΔＹを加えた値が新たな補正値Ｘとしてデータ記憶装置１４に記憶される。

図５は、撮影距離ｄ０において、補正値Ｘの更新が行われた更新後の補正値Ｘのデータを示した表である。例えば、撮影距離がｄ０で、焦点距離がｚ０である第１の撮影点における補正値Ｘ００に対して、ΔＹ００のオフセット量ΔＹを入力したときの合焦度合いに満足し、そのときに設定ボタン１９が押下された場合、撮影距離ｄ０、焦点距離ｚ０の欄には、Ｘ００にΔＹ００を加えた値が記憶される。

また、さらに他の撮影距離及び焦点距離、例えば撮影距離ｄ０、焦点距離ｚｎである第２の撮影点において、オフセット量ΔＹｎ０を設定し、Ｘｎ０にΔＹｎ０を加えた値を新たな補正値Ｘとして記憶すると、図５に示すように、第１の撮影点と第２の撮影点との間において、焦点距離に応じたオフセット量ΔＹを補正値Ｘに加える補完処理が行われる。

図６はその補完処理を示したフローチャートである。上述のように、例えば第１の撮影点においてオフセット量ΔＹ００としてＸ００にΔＹ００を加えた値を記憶した状態で（Ｓ２０）、オフセット量設定を終了せずに（Ｓ２１，ＮＯ）、再度、第２の点でもオフセット量ΔＹを設定した場合（Ｓ２０）、その２点間で補完処理が行われる（Ｓ２２）。そして、そのΔＹを加えた値が新たな補正値Ｘとしてデータ記憶装置１４に記憶される（Ｓ２３）。

この書き換えられた補正値Ｘのデータは、その際装着されているカメラ２００に対応した補正値Ｘのデータとして保存される。次にそのカメラ２００をつけたときの補正値Ｘは書き換えられた補正量となる。

以上、本実施形態によると以下の効果がある。
（１）レンズ鏡筒１００はオフセット量入力装置１５、データ記憶装置１４を備える。したがって、撮影画像を観察しながら、レンズ鏡筒１００側で個々のカメラ２００に対応したオフセット量ΔＹを設定することができ、撮影者による合焦状態の微調整が可能となる。またオフセット量ΔＹを加えた補正値Ｘを新たな補正値Ｘとしてデータ記憶装置１４に記憶させることができるので、次回、撮影を行う場合、微調整された補正値Ｘで、デフォーカス量を補正することができる。
（２）レンズ鏡筒は可動部が多いため、カメラよりも設計上の公差の個体差が大きい。このため、カメラにオフセット量入力装置を設けてレンズ鏡筒ごとにオフセット量を設定するよりも、本実施形態のようにレンズ鏡筒１００にオフセット量入力装置１５を設けてカメラごとにオフセット量を設定したほうが、オフセット量の幅が小さくてよく、より高精度にオフセット量を設定することができる。
（３）レンズ鏡筒１００がカメラ２００を自動認識し、オフセット量ΔＹが加えられた補正値Ｘは、装着されたカメラに対応づけて記憶されるので、再度そのカメラを装着した場合に、最適な補正量でデフォーカス量を補正することができる。
（４）異なる点で補正量のオフセット量を設定した場合、その間のオフセット量が自動的に補完されるので、２点間の他の点でオフセット量ΔＹを求める必要がない。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図７は第２実施形態のレンズ鏡筒３００の側面図であり、第１実施形態の図２に対応している。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、設定ボタン３１９が４つ設けられている点である。他の部分は第１実施形態と同様であるのでその説明は省略する。

第１実施形態では、レンズ鏡筒１００をカメラ２００に装着すると、レンズＣＰＵ１３が自動的にカメラ２００の種別を認識する。そしてデータ記憶装置１４の補正値Ｘの更新を行うと、そのカメラ２００に対応したデータとして更新された補正値Ｘがデータ記憶装置に記憶される。

これに対して第２実施形態は、撮影者が、設定ボタン３１９より番号を選択し、その番号に対応させて更新された補正値データをデータ記憶装置１４に記憶させることができる。

詳述すると、撮影者は、レンズ鏡筒３００をカメラ２００に装着し、第１実施形態と同様に被写体像を撮影して補正値Ｘに対するオフセット量ΔＹを求める。そしてオフセット量ΔＹ記憶装置に一時的に記憶されたオフセット量ΔＹによって補正値Ｘを更新した際に、その更新後の補正値Ｘを、どの番号で登録するかをボタンによって選択する。特定のボタン、例えば第１ボタンを選択すると、第１の表として、その補正値Ｘのデータがデータ記憶装置に記憶される。次回、そのカメラ２００がレンズ鏡筒３００に装着された際に、設定ボタン３１９の番号１を押下すると、第１の表によってデフォーカス量の補正が行われる。

以上、本実施形態によると、例えばカメラが古く、自動認識できないような場合であってもそのカメラに対応した補正値Ｘ更新データを記憶することができる。

以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）カメラは、上記実施形態で説明した表示装置２７と別に、例えばライブビュー表示が可能で、且つコントラストＡＦを行わないサブイメージセンサを有していてもよい。このサブイメージセンサによると、被写体像の撮影を行うことなく、現在の合焦状態をサブイメージセンサで確認することができる。このため、オフセット量ΔＹをリアルタイムで確認しながら設定することができる。
尚、ライブビュー表示のための画像を得るための撮像素子としては、上述のようなサブイメージセンサに限らず、記録用の画像を撮像する撮像素子（図１の２６）を用いてもよい。
（２）上述の実施形態では、レンズ駆動装置１２をレンズ鏡筒１００に設けたが、これに限定されず、レンズ駆動装置１２はカメラ２００側に設けられていてもよい。また、レンズを駆動するパルス数はカメラＣＰＵ２９で演算する構成としたが、これに限定されず、レンズＣＰＵ１３で演算してもよい。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

第１実施形態のカメラシステム１のブロック図である。カメラに装着された状態のレンズ鏡筒の側面図である。カメラシステムの合焦及び撮影動作を示すフローチャートである。データ記憶装置に記憶されている補正値の例を示したものである。データ記憶装置に記憶された補正後の補正値のデータを示した表である。補完処理を示したフローチャートである。第２実施形態における、カメラに装着されたレンズ鏡筒の側面図である。

符号の説明

１：カメラシステム、１１：撮影光学系、１１ａ：フォーカスレンズ群、１４：データ記憶装置、１５：オフセット量入力装置、１６：オフセット量記憶装置、１９：設定ボタン、２７：表示装置、２８：焦点検出装置、２９：カメラＣＰＵ、１００：レンズ鏡筒、２００：カメラ、Ｘ：補正値、Ｙ：オフセット量

Claims

光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、該焦点検出手段の検出結果に基づいて前記光学系による像の合焦判定を行う合焦判定手段と、を備えるカメラに装着可能なレンズ鏡筒であって、
前記検出結果に対する第１補正値を設定可能な補正値設定手段を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
請求項１に記載のレンズ鏡筒であって、
前記焦点検出手段による検出結果を補正する第２補正値を記憶する記憶手段を備え、
前記補正値設定手段は、前記第１補正値によって前記第２補正値を補正することを特徴とするレンズ鏡筒。
請求項２に記載のレンズ鏡筒であって、
前記光学系を焦点調節する焦点調節光学系を備え、
前記第１補正値及び第２補正値が、前記焦点調節光学系の駆動量に対する補正値であることを特徴とするレンズ鏡筒。
請求項２または３に記載のレンズ鏡筒であって、
前記記憶手段は、前記レンズ鏡筒が装着される前記カメラの種類に対応付けて前記第２補正値を記憶することを特徴とするレンズ鏡筒。
請求項２〜４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
前記記憶手段は、焦点距離に応じた前記第２補正値を記憶することを特徴とするレンズ鏡筒。
請求項２〜５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
前記記憶手段は、撮影距離に応じた第２補正値を記憶することを特徴とするレンズ鏡筒。
請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、前記光学系による像を撮像する撮像手段と、を有することを特徴とするカメラシステム。
請求項７に記載のカメラシステムであって、
前記撮像手段によって撮像された像を表示する表示部と、
該表示部に前記像を表示中に、前記第１補正値を設定可能とするとともに、該第１補正値の設定に応じて前記光学系を駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴とするカメラシステム。
請求項８に記載のカメラシステムであって、
前記制御手段は前記第１補正値の設定に応じて前記撮像手段によって前記像を撮像させ、該像を前記表示部に表示させることを特徴とするカメラシステム。