JP2010044316A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】合焦レンズを所定の位置に置いて撮影する撮影モードにカメラが設定されているときにコンバージョンレンズが装着されても、適切に撮像可能なカメラを得る。
【解決手段】ステップＳ３０７ではカメラの動作モードを取得し、ステップＳ３０８において動作モードがピントを固定する動作モード、すなわち風景モードであるか否かを判断する。ピントを固定する動作モードである場合、処理はステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０９では、コンバージョンレンズが装着されているか否かを判断する。コンバージョンレンズが装着されていない場合、処理はステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０では、合焦レンズを所定の位置、すなわち無限遠合焦位置に移動させる。これにより、カメラがピントを固定する動作モードであって、かつコンバージョンレンズが装着されていない場合には、合焦レンズが無限遠合焦位置に移動される。
【選択図】図３

Description

本発明は、コンバージョンレンズを装着可能であって、合焦レンズを所定の位置に置いて撮影する撮影モードを有するカメラに関する。

従来、被写体の状況に応じて最適な画像が得られるように露出等の撮像条件をあらかじめ設定した撮影モードを複数有するカメラが知られている。カメラは、撮影レンズを合焦するために用いられる合焦レンズを有し、各撮影モードに応じて合焦レンズの移動範囲を決定する。

一方、この撮影レンズの焦点距離を変更するため一時的に取付けられる着脱可能なレンズ、いわゆるコンバージョンレンズが知られている。コンバージョンレンズをカメラに取り付けると、撮影レンズ系全体として焦点距離が変わるため、合焦レンズの移動範囲を変更して合焦に必要な時間を短縮する（特許文献１）。
特許第４０１５２６９号公報

撮影モードの一つに、被写体が風景であるとき、撮影レンズのピントを無限遠に固定して撮像するモード、すなわち風景モードがある。風景モードにカメラが設定されているときにコンバージョンレンズが取り付けられると、撮影レンズ系全体として焦点距離が変わるため、撮影レンズのピントが無限遠となるときの合焦レンズの位置が変化して、被写体にピントが合わなくなる恐れがある。

本発明は、これらの問題を鑑みてなされたものであり、合焦レンズを所定のピント状態に置いて撮影する撮影モードにカメラが設定されているときにコンバージョンレンズが装着されても、適切に撮像可能なカメラを得ることを目的とする。

本願第１の発明によるカメラは、コンバージョンレンズを装着可能なカメラであって、撮影レンズを被写体に合焦させるために駆動される合焦レンズと、合焦レンズを駆動する駆動部と、合焦レンズを所定のピント状態に固定して撮影する所定の撮影モードにカメラを設定する設定手段と、コンバージョンレンズがカメラに装着されたことを検出する検出手段とを備え、所定の撮影モードにカメラが設定されているときに、コンバージョンレンズがカメラに装着されていることを検出手段が検出するとき、駆動部は合焦レンズを駆動して撮影レンズを被写体に合焦させることを特徴とする。なお、駆動部が合焦レンズを駆動して撮影レンズを被写体に合焦させる動作には、撮影レンズのピントが無限遠に合焦される無限遠合焦位置に合焦レンズを置くことをも含まれる。

所定の状態は、撮影レンズのピントが無限遠に合焦される無限遠合焦位置であることが好ましい。

カメラは撮像素子をさらに備え、駆動部は、撮像素子が出力した画像のコントラストを用いて撮影レンズが被写体に合焦したか否かを判断することが好ましい。

駆動部は、撮像素子が出力した画像のコントラストが最も高くなるときに撮影レンズが合焦したと判断することが好ましい。

以上のように本発明によれば、合焦レンズを所定の位置に置いて撮影する撮影モードにカメラが設定されているときにコンバージョンレンズが装着されても、適切に撮像可能なカメラを得る。

以下、本発明による一実施形態について、図を用いて説明する。

まず、本実施形態による駆動装置を備えるデジタルカメラ１００の構成について図１および２を用いて説明する。デジタルカメラ１００は、例えばコンパクトカメラである。図１は、デジタルカメラ１００を背面から見た状態を示した図であり、図２は、デジタルカメラ１００の主要部を示したブロック図である。

デジタルカメラ１００の外面には、主電源のオンオフを切り替えるＳＷＭボタン１１１、レリーズボタン１１２、ＬＣＤモニタ１１４、及び撮像レンズ１２０が設けられる。

ＳＷＭボタン１１１は、デジタルカメラ１００の背面から突出するモーメンタリスイッチである。ユーザがＳＷＭボタン１１１を押圧すると、デジタルカメラ１００の電源が投入される。デジタルカメラ１００の電源が入れられているときにユーザがＳＷＭボタン１１１を押圧すると、デジタルカメラ１００の電源が切断される。

レリーズボタン１１２は、二段式のモーメンタリスイッチであり、デジタルカメラ１００の頂面に設けられる。ユーザがレリーズボタン１１２を半押しすると、測光スイッチ１１２ａがオンにされて測光や測距及び合焦動作が行われる。全押しすると、レリーズスイッチ１１２ｂがオンにされて撮像動作が行われる。

ＬＣＤモニタ１１４は、撮影画像と同じ３対４の縦横比を有する長方形である。図１に示すように、デジタルカメラ１００の左右方向に延びるようにデジタルカメラ１００の背面略中央に設けられる。撮像レンズ１２０を介して得られた画像、撮影済みの撮影画像、及びデジタルカメラ１００の各種設定を表示可能である。

撮像レンズ１２０は、合焦ステッピングモータ２６２、合焦レンズ２６３、絞り駆動ステッピングモータ２５２、及び絞り羽根２５３を有し、合焦デジタルカメラ１００の前面から突出する。撮影レンズ１２０の先端部の内周面には螺子が切られ、この螺子にコンバージョンレンズ５００をねじ込むことが可能である。コンバージョンレンズ５００は、その光軸と撮影レンズ１２０の光軸とが同軸となるように取り付けられる。撮影レンズ１２０の先端部には、コンバージョンレンズ５００が取り付けられたことを検知するための装着センサ２６５が設けられる。装着センサ２６５は例えばモーメンタリスイッチであり、撮影レンズ１２０に取り付けられたコンバージョンレンズ５００がモーメンタリスイッチを押圧して、コンバージョンレンズ５００が装着されている旨の信号をＣＰＵに送信する。

次に、デジタルカメラ１００の内部に設けられる部材について説明する。

デジタルカメラ１００の内部には、被写体像をデジタルデータに変換する撮像部２３０と、撮像に用いられるＡＥ部２５１、ＡＦ部２６１、シャッター部２７１等と、撮像画像を記録する画像メモリ２２２と、これらを制御するＣＰＵ２１０とが主に設けられる。

ＣＰＵ２１０は、撮像処理、合焦処理、及び合焦方式変更処理を実行する。

撮像部２３０は、撮像素子２３１とＤＳＰ２３２とから成る。撮像素子２３１は、ＣＣＤであって、撮像レンズ１２０が被写体像を結像させる撮像面を有し、光軸ＬＸが撮像素子２３１の中心を通過するように設けられる。撮像面に結像した被写体像を画像信号としてＤＳＰ２３２へ出力する。ＤＳＰ２３２は、ＣＰＵ２１０の指示に基づき画像信号を受信して画像処理を行い、画像データを作成する。そして、画像データをＣＰＵ２１０に送信する。

ＣＰＵ２１０には、絞りを制御するＡＥ部２５１、合焦レンズ２６３を制御するＡＦ部２６１、シャッター幕２７３を制御するシャッター部２７１、及び前述のＬＣＤモニタ１１４が接続される。ＣＰＵ２１０は、撮像レンズ１２０から入射した被写体像の光量を用いて被写体を測光する。これにより得られた測光値を用いて露光値を演算し、この露光値に基づき撮影に必要となる絞り値及び露光時間を演算する。そして、演算された絞り値をＡＥ部２５１に、露光時間をシャッター部２７１に送信する。さらに、ＣＰＵ２１０は、後述する合焦処理を実行して、撮像部２３０から受信した画像を用いて合焦処理を実行し、ＡＦ部２６１に合焦レンズ移動情報を送信する。

ＣＰＵ２１０が画像データを撮像部２３０から受信すると、画像データを画像処理して画像ファイルを作成して、画像メモリ制御回路２２１に送信する。

画像メモリ２２２は、画像メモリ制御回路２２１を介してＣＰＵ２１０に接続される。ＣＰＵ２１０が送信した画像ファイルを受信して、記録する。

シャッター部２７１は、シャッター駆動ステッピングモータ２７２と電気的に接続され、シャッター駆動ステッピングモータ２７２を介してシャッター幕２７３を制御する。ＣＰＵ２１０から受信するシャッター速度情報に従って、シャッター駆動ステッピングモータ２７２に電圧を印加する。この電圧を励磁電圧という。

シャッター駆動ステッピングモータ２７２は、筐体と、筐体に固定された複数の電磁石（ステータ）と、筐体に回転自在に支持される回転軸と、回転軸に取付けられた複数の磁石（ロータ）とを備える。ステータが有するコイルに電流を流すと、ステータが磁化して磁力を発生させる。この磁力にロータが引きつけられ又は反発して、回転軸が回転する。励磁電圧を印加するステータの位置及び個数を変化させることにより、回転軸の回転トルクを増加させたり、回転軸を筐体に対して固定したりすることができる。また、励磁電圧を変化させることによりステータの磁力が変化するため、励磁電圧を変化させて、回転軸の回転トルク、及び筐体に対する回転軸の固定力を増減させることができる。

シャッター幕２７３の近傍には、シャッター幕２７３の位置を測定するためのシャッター幕エンコーダ２７４が設けられる。シャッター幕エンコーダ２７４は、シャッター幕２７３の位置をＣＰＵ２１０に送信する。

励磁電圧が印加されたシャッター駆動ステッピングモータ２７２は、励磁電圧に従ってシャッター幕２７３を所定の速度で駆動する。これにより、撮像素子２３１の露光時間が制御される。

ＡＥ部２５１は、絞り駆動ステッピングモータ２５２と電気的に接続される。ＣＰＵ２１０が送信する絞り開度情報に従って、絞り駆動ステッピングモータ２５２に励磁電圧を印加する。絞り駆動ステッピングモータ２５２の構成は、シャッター駆動ステッピングモータ２７２の構成と同様である。励磁電圧の印加により、絞り駆動ステッピングモータ２５２が駆動され、絞り羽根２５３が所定の開度に調節される。これにより、絞りが調節される。

絞り羽根２５３の近傍には、絞り羽根２５３の位置を測定するための絞り羽根エンコーダ２５４が設けられる。絞り羽根エンコーダ２５４は、絞り羽根２５３の位置をＣＰＵ２１０に送信する。

ＡＦ部２６１は、ＣＰＵ２１０から受信した合焦レンズ移動情報に応じて、合焦ステッピングモータ２６２に励磁電圧を印加する。合焦ステッピングモータ２６２はＡＦ部２６１と電気的に接続されており、その構成はシャッター駆動ステッピングモータ２７２の構成と同様である。励磁電圧の印加により合焦ステッピングモータ２６２が駆動される。これにより、合焦ステッピングモータ２６２が合焦レンズ２６３を移動させて所定の位置に置く。

合焦レンズ２６３の近傍には、合焦レンズ２６３の位置を測定するための合焦レンズエンコーダ２６４が設けられる。合焦レンズエンコーダ２６４は、合焦レンズ２６３の位置をＣＰＵ２１０に送信する。

次に、合焦処理について説明する。レリーズボタンが半押しされると、ＣＰＵが撮像部から画像データを取得して、画像データのコントラスト値を算出する。その後、合焦レンズをわずかに所定の方向へ移動させてから、再度画像データを撮像部から取得し、この画像データのコントラスト値を算出する。そして、始めに算出されたコントラスト値と次に算出されたコントラスト値とを比較する。次に算出されたコントラスト値の方が高い場合、再度合焦レンズを所定の方向に移動させる。低い場合、所定の方向と反対の方向に合焦レンズを移動させる。その後、再度画像データを撮像部から取得し、この画像データのコントラスト値を算出する。そして、前回算出されたコントラスト値と今回算出されたコントラスト値とを比較する。今回算出されたコントラスト値の方が高い場合、再度合焦レンズを所定の方向に移動させる。低い場合、所定の方向と反対の方向に合焦レンズを移動させる。これらの処理を反復して、画像データのコントラスト値が最も高くなる位置を特定する。この位置が、撮影レンズのピントが被写体に合ったときの合焦レンズの合焦位置である。ＣＰＵは、この合焦位置に応じて合焦レンズ移動情報をＡＦ部に送信し、合焦レンズを合焦位置に移動させる。これにより、デジタルカメラ１００内部に設けられた撮像素子２３１に被写体像が合焦される。

次に、カメラが有する撮影モードについて説明する。カメラは、被写体の状況に応じて最適な画像が得られるように露出等の撮像条件をあらかじめ設定した撮影モードを有する。この撮影モードには、例えば風景モード、マクロモード、人物モード、及び夜景モードがある。風景モードは、風景を被写体として想定するモードであり、撮影レンズのピントを無限遠に固定して撮像される。マクロモードは、カメラに近接する被写体を撮影するモードであり、合焦レンズの移動範囲がカメラに近接する一定の範囲に制限される。人物モードは、人物を被写体として撮影するモードであり、開放された絞り、速いシャッター速度で撮影を行う。夜景モードは、夜景を被写体として想定するモードであり、フラッシュを発光せずにシャッタースピードを遅くして撮影を行う。ＣＰＵはこれらの撮影モードを記憶し、各撮影モードに応じて、ＡＥ部、ＡＦ部等を制御して撮影を行う。

図３及び４を用いて合焦方式変更処理について説明する。

合焦方式変更処理は、デジタルカメラ１００の主電源が入っていない場合であってもＣＰＵ２１０が常に実行しているメインシーケンスの中で実行される。図３に示すフローチャートのうち、ステップＳ３０８からＳ３１１が合焦方式変更処理を構成する。

ステップＳ３０１では、デジタルカメラ１００の電源が現在投入されているか否かを判断する。電源が投入されている場合、処理はステップＳ３２４へ進む。電源が投入されていない場合、処理はステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２では、ＳＷＭボタン１１１が押圧されたか否かを判断する。ＳＷＭボタン１１１が押圧されないとき、処理はステップＳ３０１に戻る。ＳＷＭボタン１１１が押圧されるまでステップＳ３０１とＳ３０２が反復される。ＳＷＭボタン１１１が押圧されると、処理がステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３では、デジタルカメラ１００の初期化処理及び電源投入処理を行う。初期化処理では、絞り羽根２５３、シャッター幕２７３、及び合焦レンズ２６３等が初期位置に移動される。電源投入処理では、ＣＣＤの駆動、ＬＣＤ表示駆動などが実行される。その後、処理はステップＳ３０４へ進む。

ステップＳ３０４では、ＳＷＭボタン１１１が押圧されたか否かを判断する。ＳＷＭボタン１１１が押圧された場合、処理はステップＳ３０５に進み、電源切断処理を実行する。電源切断処理では、ＣＣＤの駆動停止、ＬＣＤ表示駆動停止などが実行される。ＳＷＭボタン１１１が押圧されない場合、処理はステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０６では、レリーズボタン１１２が半押しされたか否かを判断する。半押しされた場合、処理はステップＳ３０８に進み、半押しされない場合、処理はステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０７では、カメラの動作モードを取得し、ステップＳ３０８において動作モードがピントを固定する動作モード、すなわち風景モードであるか否かを判断する。ピントを固定する動作モードである場合、処理はステップＳ３０９に進み、ピントを固定する動作モードでない場合、処理はステップＳ３１１に進む。

ステップＳ３０９では、コンバージョンレンズ５００が装着されているか否かを判断する。判断は、コンバージョンレンズ５００が装着されている旨の信号を装着センサがＣＰＵに送信しているか否かを判断することにより行われる。コンバージョンレンズ５００が装着されていない場合、処理はステップＳ３１０に進む。コンバージョンレンズ５００が装着されている場合、処理はステップＳ３１１に進む。

ステップＳ３１０では、合焦レンズを所定の位置、すなわち無限遠合焦位置に移動させる。これにより、カメラがピントを固定する動作モードであって、かつコンバージョンレンズ５００が装着されていない場合には、合焦レンズが無限遠合焦位置に移動される。

ステップＳ３１１では、露出決定処理及びＡＦ処理を実行する。露出決定処理は、撮像レンズ１２０を介して得られた被写体像を用いて露出を決定する処理であり、絞り値及びシャッタースピードが決定される。ＡＦ処理は、撮像素子２３１に結像した画像のコントラスト値が最も高くなる合焦レンズ２６３の位置を合焦位置として、その合焦位置に合焦レンズ２６３を移動させる処理である。ステップＳ３１１を実行すると、撮影に必要な様々な数値が決定され、撮像レンズ１２０が合焦される。

ステップＳ３１５では、レリーズボタン１１２が半押しされたかを再度確認する。半押しされた場合、処理はステップＳ３１６に進み、半押しされない場合、処理はステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３１６では、レリーズボタン１１２が全押しされたかを再度確認する。全押しされた場合、処理はステップＳ３１７に進み、全押しされない場合、処理はステップＳ３０５に戻る。

ステップＳ３１７では、撮像処理を行う。これにより、シャッター幕２７３が走査し、撮像素子２３１が撮像を行う。そしてＤＳＰ２３２及び撮像素子２３１により撮影画像が作成される。そして、処理はステップＳ３０１に戻る。

本実施形態によれば、合焦レンズを所定の位置に置いて撮影する撮影モードにカメラが設定されているときにコンバージョンレンズ５００が装着されても、適切な撮影画像を得ることができる。

なお、螺子でなく、任意の取付金具を用いてカメラにコンバージョンレンズ５００が取り付けられても良い。

また、装着センサはレンズの先端部でなくても良く、コンバージョンレンズ５００が取り付けられたことを検知できる位置であれば良い。

ステップＳ３１１のコントラストＡＦ処理において、今回算出されたコントラスト値が所定値以上であった場合、次回の合焦レンズの移動距離を狭くしてもよい。合焦レンズの合焦位置を迅速に特定できる。

あるいは、ステップＳ３１１のコントラストＡＦ処理において、今回算出されたコントラスト値が所定値以下であった場合、次回の合焦レンズの移動距離を広くしてもよい。合焦レンズの合焦位置を迅速に特定できる。

さらに、ステップＳ３１１のコントラストＡＦ処理において、合焦レンズの合焦位置が無限遠の位置から所定値以上変化するとき、ユーザに警告を行っても良い。警告は、警告音、又はＬＣＤモニタ１１４への警告表示等により行われる。

合焦レンズ２６３は、撮像レンズ１２０の内部に設けられなくても良い。

装着センサはモーメンタリスイッチでなくても良く、赤外線センサ等のコンバージョンレンズ５００が取り付けられたことを検知できるセンサであっても良い。

ステップＳ３１０において、無限遠合焦位置に合焦レンズを移動させるのでなく、任意の位置に合焦レンズを移動させるように構成されても良い。

本実施形態におけるデジタルカメラを背面から示した斜視図である。 デジタルカメラのブロック図である。 デジタルカメラの合焦方式変更処理を含むフローチャートである。

符号の説明

１００ デジタルカメラ
１１１ ＳＷＭボタン
１１２ レリーズボタン
１１２ａ 測光スイッチ
１１２ｂ レリーズスイッチ
１１４ ＬＣＤモニタ
１２０ 撮像レンズ
２１０ ＣＰＵ
２２１ 画像メモリ制御回路
２２２ 画像メモリ
２３０ 撮像部
２３１ 撮像素子
２３２ 画像信号処理回路
２５１ ＡＥ部
２５３ 絞り羽根
２６１ ＡＦ部
２６３ 合焦レンズ
２６５ 装着センサ
２７１ シャッター部
２７３ シャッター幕

Claims (4)

1. コンバージョンレンズを装着可能なカメラであって、
   撮影レンズを被写体に合焦させるために駆動される合焦レンズと、
   前記合焦レンズを駆動する駆動部と、
   前記合焦レンズを所定のピント状態に固定して撮影する所定の撮影モードに前記カメラを設定する設定手段と、
   前記コンバージョンレンズが前記カメラに装着されたことを検出する検出手段とを備え、
   前記所定の撮影モードに前記カメラが設定されているときに、前記コンバージョンレンズが前記カメラに装着されていることを前記検出手段が検出するとき、前記駆動部は前記合焦レンズを駆動して前記撮影レンズを被写体に合焦させるカメラ。
2. 前記所定のピント状態は、撮影レンズのピントが無限遠に合焦される無限遠合焦位置である請求項１に記載のカメラ。
3. 前記カメラは撮像素子をさらに備え、
   前記駆動部は、前記撮像素子が出力した画像のコントラストを用いて前記撮影レンズが被写体に合焦したか否かを判断する請求項１に記載のカメラ。
4. 前記駆動部は、前記撮像素子が出力した画像のコントラストが最も高くなるときに前記撮影レンズが合焦したと判断する請求項３に記載のカメラ。

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