JP2010107725A - 撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】同期信号BL_SYNCのハイレベルへの変化時に撮影レンズ21の光軸Pに沿った位置を検出し、この検出された撮影レンズ21の位置情報、例えば通常の露光時間の場合、撮影レンズ21の位置情報a11、a12、a13、a14などをバッファメモリ30−1に記憶し、このバッファメモリ30−1に記憶された撮影レンズ21の位置情報a11、a12、a13、a14などをBCPU60に送信する。
【選択図】図9
Description
図1は撮影装置のブロック構成図を示す。この撮影装置10は、ボディユニット11と、アクセサリ装置として例えば交換可能なレンズユニット(すなわちレンズ鏡筒)12とから成る。
レンズユニット12は、ボディユニット11の前面に設けられたレンズマウントを介して当該ボディユニット11に対して着脱自在に装着可能である。このレンズユニット12は、フォーカスレンズとしての撮影レンズ21と、絞り22と、レンズ枠23と、レンズ駆動機構24と、レンズ駆動回路25と、絞り駆動機構27と、レンズ制御用マイクロコンピュータ(以下、LCPUと略記する)30とから構成される。
クイックリターンミラー41は、その中央部がハーフミラーに形成されている。このクイックリターンミラー41は、ミラー駆動機構50の駆動によって図2(a)に示すようにダウン(DOWN)位置と、同図(b)に示すようにアップ(UP)位置とに移動する。
クイックリターンミラー41がアップ位置にあるとき、図2(b)に示すようにサブミラー47は、折り畳まれるようになっている。このようにクイックリターンミラー41がアップ位置にあるとき、撮影レンズ21を通った光束は、シャッタ52、光学ローパスフィルタ(OLPF)53を介して撮像素子ユニット54の撮像面上に結像される。
ボディユニット11内には、AFセンサユニット48を駆動制御するAFセンサ駆動回路49と、クイックリターンミラー41を駆動制御するミラー駆動機構50と、シャッタ52の先幕と後幕との動きを制御するシャッタ制御回路56と、先幕と後幕とを駆動するばねをチャージするシャッタチャージ機構57とが設けられている。
画像処理コントローラ62には、撮像素子インターフェース回路61と、SDRAM63と、フラッシュROM64と、記録メディア65と、液晶モニタ66とが接続されている。これらは、電子撮像機能と共に電子記録表示機能を提供できるように構成されている。
BCPU60には、通信コネクタ35と、測光回路69と、AFセンサ駆動回路49と、ミラー駆動機構50と、シャッタ制御回路56と、シャッタチャージ機構57と、画像処理コントローラ62と、ストロボ制御回路71と、手ブレ補正ユニット75と、不揮発性メモリであるEEPROM76等とが接続されている。
SDRAM63は、画像データの一時的保管用メモリであり、画像データが変換される際のワークエリア等に使用される。この画像データは、各種の画像処理が行われJPEGデータに変換された後には、記録メディア65に保管されるように設定されている。
なお、BCPU60とLCPU30とは、レンズユニット12の装着時に於いて、通信コネクタ35を介して通信可能に電気的接続される。LCPU30は、BCPU60に従属的に協働しながら稼動する。
ストロボ制御回路71は、BCPU60からの指示に基づいて閃光発光装置としてのストロボ72を発光処理する。
手ブレ補正ユニット75は、BCPU60の指示に基づいて撮像素子ユニット54を所定方向に移動させてカメラのブレを補正する。
動作表示用LCD77は、当該装置の動作状態を表示出力によって撮影者へ告知するためのものである。
電源回路80は、電源の電圧を、当該装置を構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給するために設けられている。
BCPU60は、図3に示すようにレンズユニット12における撮影レンズ21を光軸Pに沿って移動制御する命令を生成する制御手段60−1としての機能を有する。
又、BCPU60は、制御手段60−1により生成された命令及び撮像素子ユニット54の撮影タイミングに応じた同期信号BL_SYNCをレンズユニット12に送信する第1の送信手段60−2としての機能を有する。
すなわち、BCPU60は、撮像素子ユニット54の露光期間を決定するための一定周期の垂直同期信号(VD)を発生してレンズユニット12に送信すると共に、この垂直同期信号(VD)とは独立して同期信号BL_SYNCをレンズユニット12に送信する。
第1の送信手段60−2は、撮像素子ユニット54の露光期間の終了に応じた時刻に同期信号BL_SYNCを設定してもよい。
画像処理コントローラ62は、BCPU60からの指令に従って撮像素子インターフェース回路61を制御し、撮像素子ユニット54から画像データを取り込む。この取り込まれた画像データは、一時保管用メモリであるSDRAM63に取り込まれる。このSDRAM63に取り込まれた画像データは、各種の画像処理が施された後、JPEGデータに変換され、記録メディア65に保管される。
AFセンサユニット48内のAFセンサからの出力は、AFセンサ駆動回路49を介してBCPU60へ送信されて周知の測距処理が行われる。
先ず、BCPU60は、ステップS101において、撮影者によりカメラ操作スイッチ78内のレリーズスイッチが半押し動作、すなわちファーストレリーズスイッチ(1RSW)がオンされたか否かを判定する。
レリーズスイッチの半押し動作が行われると、BCPU60は、ステップS102に移り、イメージャAFを行う。
BCPU60は、ステップS201において、撮影レンズ21の初期駆動方向の判断処理を行う。この処理は、無限「∞」又は至近の何れの方向に撮影レンズ21を移動させるかを判断する。例えば、撮影レンズ21の現在位置がより無限「∞」側に近い位置にある場合は、至近方向に撮影レンズ21を移動させる。
次に、BCPU60は、ステップS202において、AF評価値の取得を開始し、続くステップS203において、レンズ駆動回路25及びレンズ駆動機構24を駆動して撮影レンズ21の移動を開始する。なお、撮影レンズ21のレンズ駆動制御は、BCPU60から通信コネクタ35を介してLCPU30に送信される制御コマンドに基づいてなされる。
一方、AF評価値が増加していると判断されると、BCPU60は、ステップS205からステップS207に移り、ピーク判定を行う。
上記処理動作によってピークを検出する(図7中のD4)と、BCPU60は、ステップS209に移行して合焦位置を算出する(図7中のD5)。そして、BCPU60は、ステップS210において、上記ステップS209において算出した合焦位置に撮影レンズ21を移動する(図7中のD6)。
一方、レリーズスイッチが半押し動作を継続していると判定すると、BCPU60は、ステップS105において、レリーズスイッチの全押し動作であるセカンドレリーズスイッチ(2RSW)の動作が行われたか否かを判定する。ここでは、レリーズスイッチが全押しされるまで待機し、全押しされたならば、BCPU60は、ステップS106に移って露光動作を行う。
LCPU30は、ステップS301において、電源スイッチがオンされたことをのBCPU60による判断に基づく初期化処理を行うコマンドを受信すると、続くステップS302において、初期化処理を行う。
次に、LCPU30は、ステップS303において、ボディユニット11のBCPU60から送られてくる同期信号BL_SYNCがハイレベルに変化したか否かを判断する。この判断の結果、同期信号BL_SYNCがハイレベルに変化したことを検出した場合、LCPU30は、ステップS304において、位置検出手段30−2によって撮影レンズ21の光軸Pに沿った位置情報を検出する。
次に、LCPU30は、ステップS305において、バッファメモリ30−1内の情報を更新、すなわち撮影レンズ21の光軸Pに沿った位置情報a10をバッファメモリ30−1に記憶する。
この判断の結果、BCPU60からコマンドを受信すると、LCPU30は、ステップS308において、コマンドが撮影レンズ21の位置情報の取得であるか否かを判断する。
そして、コマンドが撮影レンズ21の位置情報の取得であれば、BCPU60は、ステップS309に移り、第2の送信手段30−3によってバッファメモリ30−1に記憶されている撮影レンズ21の位置情報a10をボディユニット11側に送信する。
これ以降、上記同様に、LCPU30は、同期信号BL_SYNCがハイレベルに変化したことを検出した場合、位置検出手段30−2によって撮影レンズ21の光軸Pに沿った位置情報a12、a13、a14を検出し、これら撮影レンズ21の光軸Pに沿った位置情報a12、a13、a14をバッファメモリ30−1に記憶する。これにより、バッファメモリ30−1には、順次、撮影レンズ21の光軸Pに沿った位置情報a10、a11、a12、a13、a14が記憶される。そして、撮影レンズ21の位置情報の取得のコマンドを順次受けると、LCPU30は、バッファメモリ30−1に記憶されている撮影レンズ21の位置情報a12、a13、a14を順次ボディユニット11側に送信する。
又、少なくとも3つのAF評価値があれば、AF評価値が最大になる位置を合焦位置として求めることができる。従って、図9に示すAF評価値の変化であれば、例えば3つの撮影レンズ21の位置情報a11、a12、a13があれば、AF評価値が最大になる位置を合焦位置として求めることができる。従って、LCPU30は、バッファメモリ30−1に記憶されている3つの位置情報a11、a12、a13を撮影レンズ21の位置情報の取得動作の終了後に纏めて送信するようにしてもよい。
次に、LCPU30は、ステップS305において、バッファメモリ30−1内の情報を更新、すなわち撮影レンズ21の光軸Pに沿った位置情報b10をバッファメモリ30−1に記憶する。
これにより、露光タイミングに応じた実際の撮影レンズ21の位置と、レンズユニット12側からボディユニット11側に送信された撮影レンズ21の位置情報とがずれるようなことが無い。同期信号BL_SYNCのハイレベルへの変化時、すなわち露光期間の中間時における撮影レンズ21の各位置情報a10、a11、a12、a13、a14を検出でき、これら位置情報a10、a11、a12、a13、a14をBCPU60に送信できる。従って、撮影レンズ21を連続的に移動中にコントラストAFを動作させる際に、コントラスト値を取得するときの撮影レンズ21の位置情報を正確に取得してAF精度を向上できる。
撮像素子ユニット54は、BCPU60の指令に従って画像処理コントローラ62により撮像素子インターフェース回路61を介して制御される。この制御により画像処理コントローラ62は、撮像素子ユニット54から画像データを取り込む。
この撮像素子ユニット54は、CMOSセンサ等のMOS型センサのように所定数のライン単位毎に露光期間をずらして撮影を行ういわゆるローリングシャッタの機能を有する。
図11(a)は撮像素子ユニット54のローリングシャッタの動作の摸式図を示す。この撮像素子ユニット54は、ライン状の撮像素子列をn列配列して成る。1ライン目の撮像素子列に対する露光が開始され、この露光期間が終了すると、当該1ライン目の読出期間になって撮像素子列のデータの読み出しが行われる。
1ライン目の撮像素子列に対する露光開始から予め設定された遅延時間経過の後、2ライン目の撮像素子列に対する露光が開始され、この露光期間が終了すると、当該2ライン目の読出期間になって撮像素子列のデータの読み出しが行われる。
2ライン目の撮像素子列に対する露光開始から予め設定された遅延時間経過の後、3ライン目の撮像素子列に対する露光が開始され、この露光期間が終了すると、当該3ライン目の読出期間になって撮像素子列のデータの読み出しが行われる。
以下、同様に、最終のnライン目の撮像素子列に対する露光が開始され、この露光期間が終了すると、当該nライン目の読出期間になって撮像素子列のデータの読み出しが行われる。
主要被写体位置設定手段60−3は、撮像素子ユニット54の撮像出力に基づいて撮影領域内の顔領域(主要被写体の領域)Tの位置を検出する。例えば、図13(a)(b)に示すように顔領域(主要被写体領域)Tが撮影領域E内のどの位置に存在するのかを検出し、その主要被写体領域Tの存在する位置を示す情報を出力する。
主要被写体位置設定手段60−3は、撮像出力に基づいて例えば被写体の色情報検出や、動きベクトル検出、顔認識による顔位置検出など主要被写体領域Tの検出を行う。
図13(a)(b)は主要被写体検出によりAFエリアを設定する例を示し、顔認識により検出された顔領域(主要被写体領域)TをAFエリアとして設定している。同図(a)に示すように撮影画面Eの上方であっても、同図(b)に示すように画面の下方であっても自動的に顔を検出して主要被写体領域Tの位置と大きさに合わせたAFエリアを設定する。
図15は、図13に示す場合の同期信号BL_SYNCの出力タイミングの例を示す図である。撮像素子ユニット54のローリングシャッタ動作による露光期間と読出し期間については図11を単純化して平行四辺形で示す。
なお、図15の上端ライン、下端ラインは、撮影画面Eの上端、下端より所定量だけ撮影画面の内側に存在するラインを示している。従って、図13(a)(b)に示す主要被写体領域Tは、それぞれ上端ライン、下端ラインに一致するものとしている。
これら撮影レンズ21を光軸Pに沿って移動制御する命令、垂直同期信号(VD)、同期信号BL_SYNC「1」は、それぞれ第1の送信手段60−2によりレンズユニット12に送信される。
次に、LCPU30は、ステップS303において、ボディユニット11のBCPU60から送られてくる同期信号BL_SYNC「1」がハイレベルに変化したか否かを判断する。この判断の結果、同期信号BL_SYNC「1」がハイレベルに変化すると、LCPU30は、ステップS304において、同期信号BL_SYNC「1」のハイレベルへの変化時に、図15に示すように位置検出手段30−2によって撮像素子列の上端ラインの露光期間の中間時において撮影レンズ21の光軸Pに沿った位置情報c10を検出する。
次に、LCPU30は、ステップS305において、バッファメモリ30−1内の情報を更新、すなわち撮影レンズ21の光軸Pに沿った位置情報c10をバッファメモリ30−1に記憶する。
そして、上記同様に、撮影レンズ21の位置情報の取得のコマンドを受けると、BCPU60は、ステップS309に移り、第2の送信手段30−3によってバッファメモリ30−1に記憶されている撮影レンズ21の位置情報c11をボディユニット11側に送信する。
これ以降、上記同様に、LCPU30は、同期信号BL_SYNC「1」のハイレベルへの変化時に位置検出手段30−2によって撮影レンズ21の光軸Pに沿った位置情報c12、c13、c14を検出し、これら撮影レンズ21の光軸Pに沿った位置情報c12、c13、c14をバッファメモリ30−1に記憶する。そして、撮影レンズ21の位置情報の取得のコマンドを順次受けると、LCPU30は、バッファメモリ30−1に記憶されている撮影レンズ21の位置情報c12、c13、c14を順次ボディユニット11側に送信する。
なお、撮影レンズ21の位置情報c10〜c14のボディユニット11側への送信は、これら位置情報c10〜c14の取得動作の終了後に纏めて送信するようにしてもよい。
一方、図13(b)に示すように主要被写体領域Tの存在位置に対応して設定されていれば、同期信号BL_SYNC「2」は、図15に示すように例えば撮像素子ユニット54における撮像素子列の下端ラインの露光期間の中間時にハイレベルに変化するように設定される。
次に、LCPU30は、ステップS305において、バッファメモリ30−1内の情報を更新、すなわち撮影レンズ21の光軸Pに沿った位置情報d10をバッファメモリ30−1に記憶する。
なお、上記では、主要被写体領域Tの存在位置に対応して撮像素子列の上端ラインの露光期間の中間時と、撮像素子列の下端ラインの露光期間の中間時とにおける撮影レンズ21の位置情報の取得タイミングについて説明したが、これに限らず、主要被写体領域Tの存在位置に対応して撮像素子列の中央ラインやその他の位置のラインでも上記動作と同様に撮影レンズ21の位置情報を取得することが可能である。
主要被写体領域Tは、時間の経過と共に撮影領域E内に存在する位置が例えば上方から中央、下方に移動している。これは例えば、顔認識や被写体の色、形状を検出することにより追跡することができる。
次に、第2の実施の形態の変形例(2)として、撮影領域E内に複数の主要被写体領域Tが存在する場合について説明する。
撮影領域E内に複数の主要被写体領域Tが存在するときの撮影レンズ21の位置情報の取得動作の一例について図17(a)(b)を参照して説明する。
撮影領域E内には、同図(a)に示すように複数の主要被写体領域T、例えば3人の顔領域(主要被写体領域)T1、T2、T3が存在する。例えば、主要被写体領域T1は撮影領域E内の上方に存在し、主要被写体領域T2は撮影領域E内の中央、主要被写体領域T3は撮影領域E内の下方に存在する。
上記図12に示すBCPU60側の第1の送信手段60−2は、主要被写体位置設定手段60−3により取得された主要被写体位置に基づいて同期信号BL_SYNCの立ち上がりと立ち下がりとにそれぞれ位置情報を取得するタイミングを設定する。
LCPU30側の位置検出手段30−2は、BCPU60からの同期信号BL_SYNCの立ち上がりと立ち下がりとにそれぞれ同期して撮影レンズ21の位置を検出する。
マルチAFにより自動選択で選択された1個または複数のAFエリアの位置を、上記主要被写体領域Tの位置に置き換えて同様に設定することが可能である。すなわち選択されたAFエリアに対応する撮像素子ユニット54における撮像素子列のラインの露光期間の中間時に、同期信号BL_SYNCの立ち上がりと立ち下がりとにそれぞれ位置情報を取得するタイミングを設定してもよい。
又、図17(c)に示すようなマルチAFにより選択されたAFエリアに対応させてレンズ位置取得タイミングを設定するので、撮影レンズ21の位置情報を正確に取得してAF精度を向上できる。
図14(a)(b)は撮影者が設定可能な複数のAFエリアを示している。このような複数のAFエリアのうちから、撮影者が所望のAFエリアを選択指定し、そのAFエリアにてAFを行う機能が「スポットAF」として一般的に搭載されている。例えば図14(a)はAFエリア1を、(b)はAFエリア11を選択していることを示している。
BCPU60の第1の送信手段60−2は、焦点調節領域設定手段60−4により設定された焦点調節を行う撮影領域E内のAFエリアの位置に基づいて同期信号BL_SYNCの立ち上がり又は立ち下がりのいずれか一方又は両方にそれぞれ位置情報を取得するタイミングを設定する。
この第1の送信手段60−2は、焦点調節領域設定手段60−4により設定された焦点調節を行うAFエリアの中央部に対応するライン部分の露光タイミングの時刻に同期信号BL_SYNCのタイミングを設定する。
例えば撮影領域E内のAFエリアの位置が撮影領域E内の中央部に設定されると、BCPU60の第1の送信手段60−2は、例えば同期信号BL_SYNCを図19に示すように撮像素子ユニット54における撮像素子列の中央部のラインL20の露光期間の中間時にハイレベルに変化するように設定する。
なお、撮影領域E内のAFエリアの位置が撮影領域E内の中央部でなく、他の位置に設定されると、BCPU60の第1の送信手段60−2は、例えば同期信号BL_SYNCを撮像素子ユニット54における撮像素子列の他のAFエリアに応じたライン上の露光期間の中間時にハイレベルに変化するように設定する。
図22は一般に「同期シリアル通信」といわれるプロトコルであり、通知信号を送信すると共に、クロック信号を発生し、通知信号がハイレベルの期間中にクロック信号に同期してデータ、例えば撮影レンズ21の位置情報等を送信する。
上記実施の形態では、BCPU60(ボディ側)がマスターとなってコマンド通信を開始していた。この時BCPU60は任意のタイミングでコマンドを発行する。
なお、クロック信号はBCPU60とLCPU30のどちらか一方から出力される。
Claims (12)
- カメラ本体と、当該カメラ本体に着脱可能なレンズユニットとから構成される撮影装置であって、
上記カメラ本体は、上記レンズユニットにより結像された被写体像を撮影する撮像素子と、
上記レンズユニットのフォーカスレンズを光軸に沿って移動制御する命令を生成する制御手段と、
上記制御手段により生成される上記命令及び上記撮像素子の撮影タイミングに応じた同期信号を上記レンズユニットに送信する第1の送信手段と、
を有し、
上記レンズユニットは、前記被写体像を合焦させるために焦点位置を調整する上記フォーカスレンズと、
上記制御手段により生成された前記命令に従って上記フォーカスレンズを上記光軸に沿って移動させるレンズ制御手段と、
上記同期信号に対応して上記フォーカスレンズの上記光軸に沿った位置を検出する位置検出手段と、
上記位置検出手段により検出された上記フォーカスレンズの位置情報を上記カメラ本体に送信する第2の送信手段と、
を有することを特徴とする撮影装置。 - 上記位置検出手段は、上記同期信号に対応して上記フォーカスレンズの前記位置情報を順次に複数検出し、
上記レンズユニットは、上記位置検出手段により検出された上記フォーカスレンズの前記複数の位置情報を順次記憶する記憶手段を具備し、
上記第2の送信手段は、上記第1の送信手段から送信された上記制御手段により生成された前記命令のうち所定の命令を受信すると、上記記憶手段に記憶された上記フォーカスレンズの前記複数の位置情報の一部または全部を送信する、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。 - 上記同期信号は、上記撮像素子の垂直同期信号と同一周期でかつ位相がずれていることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮影装置。
- 上記第1送信手段は、上記撮像素子の撮像条件に応じて上記位相のずれ量を変化させることを特徴とする請求項3に記載の撮影装置。
- 上記第1送信手段は、上記撮像素子の撮像条件として上記撮像素子の露光時間に応じて上記位相のずれ量を変化させることを特徴とする請求項4に記載の撮影装置。
- 上記第1送信手段は、上記撮像素子の露光期間の中央に応じた時刻に上記同期信号を設定することを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。
- 上記第1送信手段は、上記撮像素子の露光期間の開始に応じた時刻に上記同期信号を設定することを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。
- 上記第1送信手段は、上記撮像素子の露光期間の終了に応じた時刻に上記同期信号を設定することを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。
- 上記第1の送信手段は、上記同期信号としてパルス信号の立ち上がりと立ち下がりのタイミングを設定し、
上記位置検出手段は、上記同期信号の立ち上がりと立下がりに同期して上記フォーカスレンズの位置を検出する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮影装置。 - 上記第1送信手段は、上記撮像素子の上記垂直同期信号に対して独立して上記同期信号を上記レンズユニットに送信することを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。
- 上記第2の送信手段は、上記記憶手段に記憶された上記フォーカスレンズの前記位置情報を当該位置情報の取得毎に順次送信することを特徴とする請求項2に記載の撮影装置。
- 上記第2の送信手段は、上記記憶手段に記憶された上記フォーカスレンズの複数の前記位置情報を一括して送信することを特徴とする請求項2に記載の撮影装置。
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