JP2011064988A - 撮像装置およびレンズ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】近距離被写体の撮影において合焦後のピントずれを遅延なく低減する。
【解決手段】撮像装置Ｃは、撮影光学系の撮影倍率に関する情報を取得する倍率情報取得手段５と、撮影光学系のフォーカス制御を行う制御手段５とを有する。制御手段は、フォーカス制御によって撮影光学系の合焦状態が得られた後はフォーカス制御を繰り返し行わない第１のフォーカス制御モードと、フォーカス制御によって撮影光学系の合焦状態が得られた後もフォーカス制御を繰り返し行う第２のフォーカス制御モードとを有する。制御手段は、撮影倍率に関する情報が所定値より小さい撮影倍率に対応する情報である場合は第１のフォーカス制御モードを設定し、撮影倍率に関する情報が該所定値より大きい撮影倍率に対応する情報である場合は第２のフォーカス制御モードを設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、オートフォーカス（ＡＦ）機能を有するデジタルスチルカメラ等の撮像装置および該撮像装置に対して取り外し可能に装着されるレンズ装置に関する。

上記のような撮像装置には、使用者による選択可能なＡＦモードとして、ＡＦにより合焦状態が得られた後はＡＦを繰り返し行わないワンショットモードと、ＡＦにより合焦状態が得られた後もＡＦを繰り返し行うコンティニュアスモードとを有するものがある。ワンショットモードは主として静止被写体に適したＡＦモードであり、コンティニュアスモードは移動被写体（動体）の撮影に適したＡＦモードである。
静止被写体に近接した位置にてマクロ撮影を行う場合にも基本的にワンショットモードが用いられる。ただし、マクロ撮影ではピント方向（撮影光軸方向）のわずかな手振れがピントずれを引き起こす。
特許文献１には、ワンショットモードにおける合焦後にも撮影光学系の焦点状態を検出し、ピントがずれた場合に被写体が動体であるとみなして自動的にコンティニュアスモードを設定する撮像装置が開示されている。このＡＦモードの切り替え機能をマクロ撮影に応用し、ワンショットモードでの合焦後にピントずれを検出することに応じて自動的にコンティニュアスモードに切り替えることで、ピント方向の手振れによるピントずれを低減することが可能である。
ただし、特許文献１にて開示された撮像装置では、動体の誤検出を防止するために複数回ピントずれを検出してからコンティニュアスモードに切り替える。このため、マクロ撮影においてワンショットモードからコンティニュアスモードに切り替わるまでにある程度の時間を要し、その間のピントずれを低減することができない。
また、特許文献２には、速やかに動体判定を行うために、ピントずれ量が単調に変化しているときには、被写体が動体であると判定する撮像装置が開示されている。

特開２００４−０８５８４３号公報 特開２００１−０２１７９４号公報

しかしながら、マクロ撮影におけるピントずれは使用者のピント方向の手振れに起因するので、ピントずれの速度や方向が頻繁に変化し、単調に変化することが少ない。したがって、特許文献２にて開示された動体判定の方法を特許文献１にて開示されたＡＦモードの切り替え機能に適用しても、マクロ撮影においてワンショットモードからコンティニュアスモードへの切り替えに要する時間を短縮することは難しい。しかも、そもそもマクロ撮影おいては、動体検出を行う必要性が乏しい。
本発明は、マクロ撮影のように近距離被写体の撮影において合焦後のピントずれを遅延なく低減することができるようにした撮像装置およびこれに装着されるレンズ装置を提供する。

本発明の一側面としての撮像装置は、撮影光学系の撮影倍率に関する情報を取得する倍率情報取得手段と、撮影光学系のフォーカス制御を行う制御手段とを有する。制御手段は、フォーカス制御によって撮影光学系の合焦状態が得られた後はフォーカス制御を繰り返し行わない第１のフォーカス制御モードと、フォーカス制御によって撮影光学系の合焦状態が得られた後もフォーカス制御を繰り返し行う第２のフォーカス制御モードとを有する。そして、制御手段は、撮影倍率に関する情報が所定値より小さい撮影倍率に対応する情報である場合は第１のフォーカス制御モードを設定し、撮影倍率に関する情報が該所定値より大きい撮影倍率に対応する情報である場合は第２のフォーカス制御モードを設定することを特徴とする。
なお、撮影光学系を有し、上記撮像装置に取り外し可能に装着されるレンズ装置も、本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、撮影倍率が所定値より小さい場合、すなわちマクロ撮影等の近距離被写体の撮影を行う場合は、第２のフォーカス制御モード（コンティニュアスモード）が自動的に設定される。このため、特に近距離被写体の撮影における合焦後の手振れに起因するピントずれを遅延なく低減することができる。

本発明の実施例であるカメラの構成を示すブロック図。 実施例のカメラにおけるオートモードでの動作を示すフローチャート。 実施例のカメラにおけるワンショットモードでのＡＦ動作を示すフローチャート。 実施例のカメラにおけるコンティニュアスモードでのＡＦ動作を示すフローチャート。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１には、本発明の実施例であるレンズ交換型一眼レフデジタルカメラ（撮像装置）の構成を示している。なお、本実施例では、上記一眼レフデジタルカメラについて説明するが、本発明はレンズ一体型デジタルスチルカメラや静止画撮影機能を有するビデオカメラにも適用が可能である。
図１において、Ｌはレンズ装置としての交換レンズであり、複数のレンズおよび絞りを含む撮影光学系を収容している。１は交換レンズＬにおける各種演算や各種制御を行うレンズＭＰＵである。２は撮影光学系のうちフォーカスレンズＦを光軸方向に移動させるレンズ駆動ユニットである。３はフォーカスレンズＦの光軸方向での位置を検出するレンズ位置検出ユニットである。４はフォーカス制御に必要な撮影光学系の光学情報（テーブルデータ）を記憶したメモリである。レンズＭＰＵ１は、レンズ位置検出ユニット３により検出されたフォーカスレンズＦの位置に基づいて、撮影光学系の撮影倍率に関する情報を生成する。ここにいう撮影倍率に関する情報は、撮影倍率そのものであってもよいし、撮影倍率に対応する被写体距離やフォーカスレンズＦの位置情報であってもよい。以下では、撮影倍率に関する情報が、撮影倍率そのものであるとして説明する。
交換レンズＬは、マウントＭＴを介して一眼レフデジタルカメラ（以下、単にカメラという）Ｃに取り外し可能に装着される。
カメラＣにおいて、５はカメラＣにおける各種演算および各種制御を行う制御手段としてのカメラＭＰＵである。カメラＭＰＵ５は、マウントＭＴに設けられた接続端子を介してレンズＭＰＵ１と通信可能に接続される。カメラＭＰＵ５は、レンズＭＰＵ１からフォーカスレンズＦの位置、フォーカスレンズＦの動作状態、撮影倍率および光学情報等の各種情報を受信（取得）する。カメラＭＰＵ５は、レンズＭＰＵ１から撮影倍率の情報を取得する倍率情報取得手段としても機能する。また、カメラＭＰＵ５は、レンズＭＰＵ１に対して、フォーカス指令や絞り指令等のコマンドを送信する。
Ｍはメインミラーであり、図示のファインダ観察状態において、交換レンズＬを通った被写体からの光のうち一部を反射して、残りを透過させる。Ｓはサブミラーであり、メインミラーＭを透過した光を、焦点検出手段としてのデフォーカス量検出ユニット６に向けて反射する。メインミラーＭで反射した光は、ピント板、ペンタプリズムおよび接眼レンズにより構成される光学ファインダＯＶＦに導かれる。これにより、使用者は光学ファインダＯＶＦを通して被写体を観察することができる。メインミラーＭおよびサブミラーＳは、撮影時には交換レンズＬからの光路から退避するようアップ動作する。
デフォーカス量検出ユニット６は、サブミラーＳで反射した光を分割して２つの被写体像を形成し、該２つの被写体像を受光センサにより光電変換して２つの像信号を生成する。そして、該２つの像信号に対して相関演算を行い、該２つの像信号の位相差を算出する。さらに、該位相差から撮影光学系の焦点状態に相当するデフォーカス量を算出する。
カメラＭＰＵ５は、算出されたデフォーカス量とレンズＭＰＵ１を通じて取得した撮影光学系の光学情報とに基づいて、デフォーカス量を０にする又は０に近い範囲内に収めるために必要なフォーカスレンズＦの移動方向と移動量を算出する。そして、これら移動方向と移動量を含むフォーカス指令をレンズＭＰＵ１に送信する。このようにして、カメラＭＰＵ５は撮影光学系のオートフォーカス制御を行う。
フォーカス指令を受信したレンズＭＰＵ１は、該フォーカス指令に含まれる移動方向と移動量に応じて、レンズ駆動ユニット２を介してフォーカスレンズＦを移動させる。これにより、被写体に対する撮影光学系の合焦状態が得られる。
１０は撮像素子であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成される。撮像素子１０は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換し、撮像信号を出力する。７はシャッタ駆動ユニットであり、カメラＭＰＵ５からのシャッタ制御信号に応じて、撮像素子１０の露光量を制御する不図示のシャッタの動作を制御する。
８は画像処理ユニットであり、撮像素子１０から出力された撮像信号に対して各種画像処理を行って画像信号（画像データ）を生成する。画像信号は、不図示の背面モニタに表示されたり半導体メモリ等の記録媒体に記録されたりする。
９はカメラＣにおけるシャッタ速度、絞り値、撮影モード等の各種設定を使用者が行うためのダイヤルユニットである。
ＳＷ１は不図示のレリーズボタンの第１ストローク操作（半押し操作）によりオンする撮影準備スイッチである。撮影準備スイッチＳＷ１がオンすることで、カメラＭＰＵ５は、前述したデフォーカス量検出からフォーカス指令送信までを少なくとも含むオートフォーカス制御や不図示の測光ユニットによる測光動作を開始させる。
ＳＷ２はレリーズボタンの第２ストローク操作（全押し操作）によりオンする撮影スイッチである。撮影スイッチＳＷ２がオンすることで、カメラＭＰＵ５は、メインミラーＭおよびサブミラーＳをアップ動作させるとともにシャッタを開閉動作させ、撮像素子１０の露光、つまりは撮影を行わせる。
カメラＭＰＵ５は、オートフォーカス制御モード（ＡＦモード）として、ワンショットモード（第１のフォーカス制御モード）とコンティニュアスモード（第２のフォーカス制御モード）とを自動的に切り替える機能を有する。この機能を実現する処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。この処理は、カメラのオートモードとして行われ、カメラＭＰＵ５がコンピュータプログラムに従って実行する。
ステップＳ１０２では、カメラＭＰＵ５は、撮影準備スイッチＳＷ１がオンか否かを判定する。撮影準備スイッチＳＷ１がオフであればステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、カメラＭＰＵ５は、ワンショットＡＦ処理の完了を示すフラグ（以下、ワンショットＡＦ処理完了フラグという）をクリアし、ステップＳ１０２に戻る。
ステップＳ１０２で撮影準備スイッチＳＷ１がオンであれば、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、カメラＭＰＵ５は、レンズＭＰＵ１から取得した撮影倍率βが所定倍率としての０．３倍以上（０．３倍より大きい）か否かを判定する。撮影倍率βが０．３倍以上である場合（例えば、マクロ撮影である場合）はステップＳ１０６に進み、コンティニュアスモード処理を行う。また、撮影倍率βが０．３倍より小さい場合（例えば、通常距離撮影である場合）は、ステップＳ１０５に進み、ワンショットモード処理を行う。ワンショットモード処理およびコンティニュアスモード処理の詳細について図３および図４のフローチャートを用いて説明する。
まず図３のフローチャートを用いてワンショットモード処理について説明する。ステップＳ２０１でワンショットモード処理を開始すると、ステップＳ２０２では、カメラＭＰＵ５は、撮影準備スイッチＳＷ１がオンか否かを判定する。撮影準備スイッチＳＷ１がオフであればステップＳ２０３に進み、ワンショットＡＦ処理完了フラグをクリアする。そして、ステップＳ２１１に進み、本処理を終了する。
ステップＳ２０２で撮影準備スイッチＳＷ１がオンであれば、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、カメラＭＰＵ５は、ワンショットＡＦ処理完了フラグがセットされているか否かを判定する。セットされていれば、ステップＳ２１１に進み、本処理を終了する。
ワンショットＡＦ処理完了フラグがセットされていなければ、ステップＳ２０５に進み、デフォーカス量検出ユニット６の受光センサでの電荷蓄積を開始させる。そして、ステップＳ２０６では、カメラＭＰＵ５は、デフォーカス量検出ユニット６における２つの像信号の相関演算（位相差の算出）、該位相差に基づくデフォーカス量の算出および該デフォーカス量に基づくフォーカスレンズＦの移動方向と移動量の演算を行う。また、カメラＭＰＵ５は、レンズＭＰＵ１を介して、レンズ位置検出ユニット３からのフォーカスレンズＦの位置情報を取得する。
次にステップＳ２０７では、カメラＭＰＵ５は、算出されたデフォーカス量が０又は０に近い所定の範囲内にあるか否か、つまりは合焦状態であるか否かを判定する。合焦状態であればステップＳ２０８に進み、カメラＭＰＵ５は、ワンショットＡＦ処理完了フラグをセットする。
ステップＳ２０７において合焦状態でない場合はステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０９では、カメラＭＰＵ５は、フォーカス指令をレンズＭＰＵ１に送信してフォーカスレンズＦを移動させる。
次にステップＳ２１０では、カメラＭＰＵ５は、フォーカスレンズＦがフォーカス指令に含まれる移動量だけ移動されて停止したか否かを判定する。停止していなければこの判定を繰り返す。停止していればステップＳ２０２に戻り、カメラＭＰＵ５は、合焦状態が得られるまでフォーカス指令をレンズＭＰＵ１に送信してフォーカスレンズＦを移動させる。
ステップＳ２１０でのフォーカスレンズＦの停止は、合焦状態が得られたことを意味する。ワンショットモードでは、合焦状態が得られた後は、再度撮影準備スイッチＳＷ１がオフからオンになるまで、オートフォーカス制御を繰り返し行わない。つまり、フォーカスレンズＦの再駆動は行わない。
次に、図４のフローチャートを用いてコンティニュアスモード処理について説明する。コンティニュアスモード処理は、図３に示したワンショットモード処理からステップＳ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０７の処理を削除したものに相当する。ステップＳ３０２は、図３中のステップＳ２０２と同じであり、ステップＳ３０３は図３中のステップＳ２０５と同じである。また、ステップＳ３０４は、図３中のステップＳ２０６と同じであり、ステップＳ３０５，Ｓ３０６およびＳ３０７はそれぞれ、図３中のステップＳ２０７，Ｓ２０９およびＳ２１０と同じである。ステップＳ３０８では、カメラＭＰＵ５は、本処理を終了する。
コンティニュアスモードでは、合焦状態が得られた後も、撮影準備スイッチＳＷ１がオンされている間はオートフォーカス制御を繰り返し行う。つまり、ピントずれの発生に応じてフォーカスレンズＦの再駆動を行う。これにより、撮影倍率βが０．３倍よりも大きい場合（マクロ撮影等の近距離被写体の撮影を行う場合）におけるピント方向（光軸方向）の手振れに起因したピントずれが発生しても、遅延なく合焦状態が再び得られる。
図３のステップＳ２１１および図４のステップＳ３０８にてそれぞれの処理が終了すると、図２のステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、カメラＭＰＵ５は、撮影スイッチＳＷ２がオンか否かを判定する。オフであればステップＳ１０２に戻り、オンであればステップＳ１０８に進む。
ステップＳ１０８では、カメラＭＰＵ５は、メインミラーＭおよびサブミラーＳをアップ動作させる。続いてステップＳ１０９では、カメラＭＰＵ５は、シャッタ駆動ユニット７を介してシャッタを開閉動作させ、撮影を行う。撮影が終了すると、ステップＳ１１０にて本処理を終了する。
以上のように、本実施例では、撮影倍率が所定倍率より大きい場合（撮影倍率に関する情報が所定値より大きい撮影倍率に対応する情報である場合）、すなわち通常距離撮影を行う場合は、静止画撮影に適したワンショットモードが設定される。一方、撮影倍率が所定倍率より小さい場合（撮影倍率に関する情報が所定値より小さい撮影倍率に対応する情報である場合）、すなわちマクロ撮影等の近距離被写体の撮影を行う場合は、コンティニュアスモードが自動的に設定される。これにより、特に近距離被写体の撮影における合焦後の手振れに起因するピントずれを遅延なく低減することができる。
以上説明した実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、上記実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、所定倍率として０．３を用いたが、０．３以外の倍率（０．２や０．５等）を所定倍率として用いてもよい。
また、カメラが、撮影モードとして、クローズアップ撮影モード（マクロ撮影モード）を有する場合がある。この場合において、使用者がダイヤルユニット９の操作を通じてクローズアップ撮影モードを設定した場合に上記実施例のように撮影倍率に応じたフォーカス制御モードの自動切り替えを行うようにしてもよい。

さらに、上記実施例では、フォーカス制御を位相差検出方式で得られたデフォーカス量に基づいて行う場合について説明した。しかし、本発明は、フォーカス制御を、撮像信号を用いるＴＶ−ＡＦにより行ったり、測距センサにより得られた被写体距離に基づいて行ったりする撮像装置にも適用することができる。

また、上記実施例では、レンズＭＰＵ１が算出した撮影倍率（に関する）情報をカメラＭＰＵ５が取得する場合について説明した。しかし、本発明では、カメラＭＰＵ５がレンズＭＰＵ１から受信したフォーカスレンズＦの位置情報等に基づいて撮影倍率（に関する）情報を算出して取得するようにしてもよい。

近距離被写体の撮影において合焦後のピントずれを遅延なく低減することができる撮像装置を提供できる。

１ レンズＭＰＵ
５ カメラＭＰＵ
６ デフォーカス量検出ユニット
Ｆ フォーカスレンズ

Claims (2)

1. 撮影光学系の撮影倍率に関する情報を取得する倍率情報取得手段と、
   前記撮影光学系のフォーカス制御を行う制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記フォーカス制御によって前記撮影光学系の合焦状態が得られた後は前記フォーカス制御を繰り返し行わない第１のフォーカス制御モードと、前記フォーカス制御によって前記撮影光学系の合焦状態が得られた後も前記フォーカス制御を繰り返し行う第２のフォーカス制御モードとを有し、
   前記制御手段は、前記撮影倍率に関する情報が所定値より小さい撮影倍率に対応する情報である場合は前記第１のフォーカス制御モードを設定し、前記撮影倍率に関する情報が前記所定値より大きい撮影倍率に対応する情報である場合は前記第２のフォーカス制御モードを設定することを特徴とする撮像装置。
2. 撮影光学系を有し、請求項１に記載の撮像装置に取り外し可能に装着されることを特徴とするレンズ装置。