JP2012032452A - カメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 合焦動作により焦点距離が変化する交換レンズでも、正確な画角情報を表示することができるカメラシステムを提供すること。
【解決手段】 カメラ本体３と、そのカメラ本体３に着脱可能な交換レンズ２とで構成されるカメラシステム１であって、交換レンズ２は、交換レンズ２の焦点距離情報を含むレンズ固有情報を記憶するレンズ情報記憶手段１０ａと、合焦レンズ４ｂと、その位置を検出するフォーカスエンコーダ９と、焦点距離情報を用いて取得した第１の焦点距離とフォーカスエンコーダ９の検出結果とを用いて第２の焦点距離を演算するレンズマイコン１０とを有し、カメラ本体３は、撮像素子１１と、その画面サイズを記憶するメモリ１６と、第２の焦点距離と撮像素子１１の画面サイズとを用いて撮影画角を演算するカメラマイコン１２と、撮影画角を表示する表示手段１５とを有すること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カメラシステムに関するものである。

デジタル一眼レフカメラの撮像素子の画面サイズは、銀塩フィルムの２４×３６ｍｍと同等の大きさである所謂フルサイズと、これよりも撮像面積の小さいＡＰＳ−ＣサイズやＡＰＳ−Ｈサイズのものが主流となっている。ある焦点距離の交換レンズをこのような撮像素子の画面サイズの異なるカメラに装着した場合、同じ焦点距離であっても撮影範囲すなわち画角が異なることになる。

特許文献１では、ズームエンコーダの出力からズームポジションを検出し、焦点距離情報と撮像素子の画面サイズから画角を換算して表示する手法が開示されている。

特開２００４−１２７４１号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術では、合焦動作により焦点距離が変化する光学系においては、正確な画角情報を得ることができなかった。

本発明の目的は、合焦動作により焦点距離が変化する光学系を有する交換レンズにおいても、正確な画角情報を表示することができるカメラシステムを提供することである。

カメラ本体と、そのカメラ本体に着脱可能な交換レンズとで構成されるカメラシステムであって、
交換レンズは、交換レンズの焦点距離情報を含むレンズ固有情報を記憶するレンズ情報記憶手段と、合焦のために光軸方向に移動可能な合焦レンズと、合焦レンズの位置を検出する第１の位置検出手段と、焦点距離情報を用いて取得した第１の焦点距離と第１の位置検出手段の検出結果とを用いて第２の焦点距離を演算する第１の演算部とを有し、
カメラ本体は、撮像素子と、その撮像素子の画面サイズを記憶するカメラ情報記憶手段とを有し、
カメラシステムは、第２の焦点距離と撮像素子の画面サイズとを用いて撮影画角を演算する第２の演算部と、撮影画角を含む撮影情報を表示する表示手段とを有することを特徴としている。

本発明のカメラシステムによれば、合焦動作により焦点距離が変化する光学系を有する交換レンズにおいても、正確な画角情報を表示することができる。

本発明の第１の実施形態に係るカメラシステムの構成を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態に係る魚眼ズームレンズのイメージサークルと撮像素子の関係を示した図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施例のカメラシステムの構成を示す概略図である。図１において、カメラシステム１は、交換レンズ２と、この交換レンズ２が着脱可能なカメラ本体３とを有する。

交換レンズ２は、複数のレンズで構成される光学系４を内包する鏡筒であり、光学系４は、いずれも光軸方向に移動可能な変倍レンズ４ａと合焦レンズ４ｂとを含む。交換レンズ２は、接続部５を介してカメラ本体３のレンズマウント３ａに着脱可能に接続される。

この交換レンズ２は、駆動系として、絞り駆動用モータ６と、レンズ駆動用モータ７と、ズームエンコーダ８と、フォーカスエンコーダ９を備える。また、制御系として、レンズマイコン１０を備える。絞り駆動用モータ６及びレンズ駆動用モータ７は、光学系４を構成する絞りやレンズを駆動する駆動手段である。フォーカスエンコーダ９は、合焦レンズ４ｂの位置を検出する第１の位置検出手段である。ズームエンコーダ８は、変倍レンズ４ａの位置を検出する第２の位置検出手段である。レンズマイコン１０は、交換レンズ２内の構成要素を制御するレンズ制御手段である。レンズマイコン１０は、交換レンズ２特有のイニシャルデータ（レンズ固有情報）を記憶するレンズ情報記憶手段１０ａを内包している。イニシャルデータには、ズームエンコーダ８の検出結果と対応させて交換レンズ２の焦点距離を導出可能な焦点距離情報が含まれている。焦点距離情報とは、具体的には、ズームエンコーダ８の検出結果を変数として交換レンズ２の焦点距離を算出可能な演算式や、ズームエンコーダ８の検出結果と交換レンズ２の焦点距離との関係を示すテーブルデータなどである。

カメラ本体３は、デジタル一眼レフ方式の撮像装置本体であり、被写体像を受光する撮像素子１１と、制御系として、カメラマイコン１２と、画像信号処理回路１３と、レンズ判別回路１４と表示手段１５とメモリ部１６を備える。カメラマイコン１２は、カメラ本体３内の構成要素を制御するカメラ制御手段である。画像信号処理回路１３は、撮像素子１１から画像信号を受信し、画像に変換する画像処理手段である。レンズ判別回路１４は、カメラマイコン１２がレンズマイコン１０から受信したイニシャルデータに基づいて交換レンズ２の種類等を判別するレンズ判別手段である。表示手段１５は被写体画像や操作補助アイコン、撮影情報等を表示する背面モニターやＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｉｅｗ Ｆｉｎｄｅｒ）である。メモリ部１６は、撮像素子１１に関する情報、具体的には撮像素子１１の大きさから決まる画面サイズの情報が記憶されているカメラ情報記憶手段である。

更に、交換レンズ２及びカメラ本体３は、それぞれ、カメラ本体３に交換レンズ２が取り付けられた際に相互に通信を行うための通信接点ユニット１７、１８を備える。レンズマイコン１０は、通信接点ユニット１７、１８を介し、カメラ本体３側から制御信号や電力供給を受けて絞り駆動用モータ６やレンズ駆動用モータ７等の制御を実施する。また、カメラマイコン１２は、通信接点ユニット１７、１８を介して、レンズマイコン１０からイニシャルデータを取得する。

次に、本発明の特徴部である、画角情報の表示に関して説明する。

ユーザーがレンズマウント３ａに交換レンズ２を取り付けると、交換レンズ２側の通信接点ユニット１７と、カメラ本体３側の通信接点ユニット１８とが接続される。そして、カメラマイコン１２は、レンズ判別回路１４を介して、レンズマイコン１０から交換レンズ２のイニシャルデータを読み取る。この時、レンズマイコン１０は、ズームエンコーダ８の検出結果から変倍レンズ４ａの位置情報を読み取り、これを用いてレンズ情報記憶手段１０ａに記憶された焦点距離情報から第１の焦点距離を取得する。また、フォーカスエンコーダ９の検出結果から合焦レンズ４ｂの位置情報を読み取る。第１の演算部であるレンズマイコン１０は、取得した第１の焦点距離とフォーカスエンコーダ９の検出結果とから第２の焦点距離を演算し、それをカメラマイコン１２に通信する。第２の演算部であるカメラマイコン１２は、取得した第２の焦点距離とメモリ部１６に記憶された撮像素子１１の画面サイズの情報から撮影画角を演算し、表示手段１５に表示する。

ここで撮影画角の演算について説明する。

第２の焦点距離をｆ、カメラ本体２に備えられる撮像素子１１の対角寸法をＨとし、対角での撮影画角の半画角をωとすると、
ω＝ａｔａｎ（Ｈ／２ｆ） …（１）
となる。

すなわち、焦点距離ｆおよび対角寸法Ｈを用いて式（１）から半画角ωを演算し、このωもしくは２ωを表示手段１５に表示する。これにより、合焦動作により焦点距離が変化した場合でも、正確な画角に関する情報を撮影者に知らせることができる。

以下、図２を参照して、本発明の第２の実施例によるカメラシステムについて説明する。

図２は、本実施例のカメラシステムに装着される交換レンズを魚眼ズームレンズとした際の、イメージサークルと撮像素子との関係を示した図である。なお、カメラシステムの構成は実施例１と共通である。

図２において、２１はフルサイズの撮像素子、２２はＡＰＳ−Ｃサイズの撮像素子、２３はＡＰＳ−Ｈサイズの撮像素子、２４はイメージサークルである。図２（ａ）はワイド端（焦点距離８．５ｍｍ）での様子、図２（ｄ）はテレ端（焦点距離１５ｍｍ）での様子であり、図２（ｂ），（ｃ）はそれぞれその中間の位置（焦点距離９．５ｍｍ，１２ｍｍ）での様子である。

本実施例の魚眼ズームレンズは、図２（ａ）に示すワイド端にてフルサイズの撮像素子２１において円周魚眼となり、図２（ｄ）に示すテレ端にて対角魚眼となる焦点距離範囲を有している。

ここで、本魚眼ズームレンズをフルサイズの撮像素子２１を有するカメラに装着した際、ワイド端での焦点距離８．５ｍｍにおいては、イメージサークル２４がフルサイズの撮像素子２１の短辺内に納まる円周魚眼となる。

このとき、本魚眼ズームレンズの射影方式が等立体角射影方式の場合、第１の焦点距離に相当する８．５ｍｍと合焦レンズ４ｂの位置情報とから演算される第２の焦点距離をｆｗ、撮像素子２１の短辺寸法をＬｗとし、半画角をωとすると、
ω＝２ａｓｉｎ（Ｌｗ／４ｆｗ） …（２）
となる。

カメラマイコン１２は装着された交換レンズが等立体角射影方式の魚眼ズームレンズであると判別すると、通常の交換レンズで使用する式（１）に代えて式（２）を用いて、撮影画角を演算する。更に、ズームエンコーダ８にて検出されるズームポジションと、メモリ部１６を介して得られる画面サイズから、ワイド端においてはイメージサークルが小さくなり、撮像素子２１の短辺内に納まる円周魚眼となることを判断する。その結果、カメラマイコン１２は画角演算式に用いる撮像素子２１の対角寸法Ｈａを短辺寸法Ｌｗに置き換えて演算する。

次に、本魚眼ズームレンズの焦点距離を１５ｍｍの状態まで変化させると、イメージサークル２４が図２（ｄ）の状態まで広がり、フルサイズの撮像素子２１において対角魚眼となる。

この時、第１の焦点距離に相当する１５ｍｍと合焦レンズ４ｂの位置情報から演算される第２の焦点距離をｆａ、撮像像素子２２の対角寸法をＨａとし、半画角ωとすると、
ω＝２ａｓｉｎ（Ｈａ／４ｆａ） …（３）
となる。

次に、本魚眼ズームレンズをＡＰＳ−Ｃサイズの撮像素子２２を有するカメラに装着した際、焦点距離９．５ｍｍの状態ではイメージサークル２４が図２（ｂ）の状態となり、ＡＰＳ−Ｃサイズの撮像素子２２において対角魚眼となる。

この時、第１の焦点距離に相当する９．５ｍｍと合焦レンズ４ｂの位置情報から演算される第２の焦点距離をｆｃ、メモリ部１６を介して得られる撮像素子２２の対角寸法をＨｃとし、半画角ωとすると、
ω＝２ａｓｉｎ（Ｈｃ／４ｆｃ） …（４）
となる。

次に、本魚眼ズームレンズをＡＰＳ−Ｈサイズの撮像素子２３を有するカメラに装着した際、焦点距離１２ｍｍの状態ではイメージサークル２４が図２（ｃ）の状態となり、ＡＰＳ−Ｈサイズの撮像素子２３において対角魚眼となる。

この時、第１の焦点距離に相当する１２ｍｍと合焦レンズ４ｂの位置情報から演算される第２の焦点距離情報をｆｈ、撮像素子２２の対角寸法をＨｈとし、半画角ωとすると、
ω＝２ａｓｉｎ（Ｈｈ／４ｆｈ） …（５）
となる。

本実施形態によれば、レンズマイコン１０に魚眼レンズの射影方式を記憶させ、レンズ判別回路１４にて魚眼レンズの射影方式を判別することで、カメラマイコン１２は魚眼レンズにおいても正確な画角に関する情報を撮影者に知らせることができる。

なお、撮影画角を演算する第２の演算部は、カメラマイコン１２に限らず、例えばレンズマイコン１０が、通信接点ユニット１７、１８を介して撮像素子の画面サイズを取得して、撮影画角の演算を行っても良い。この場合、レンズマイコン１０が演算結果を、カメラマイコン１２を介して表示手段１５に表示させることになる。

また、表示手段１５はカメラ本体３側の配置に限らず、上記表示情報の表示を行わせる専用の表示装置を設けてもよい。また、電子ビューファインダーに用いられるファインダー表示装置がある場合には、被写体の画像情報とともに、演算した表示情報をこのファインダー表示装置に表示することも可能である。また、表示手段はレンズ側に設けてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ カメラシステム
２ 交換レンズ
３ カメラ本体
４ｂ 合焦レンズ
９ フォーカスエンコーダ
１０ レンズマイコン
１０ａ レンズ情報記憶手段
１１ 撮像素子
１２ カメラマイコン
１５ 表示手段
１６ メモリ

Claims (5)

1. カメラ本体と、該カメラ本体に着脱可能な交換レンズとで構成されるカメラシステムであって、
   前記交換レンズは、前記交換レンズの焦点距離情報を含むレンズ固有情報を記憶するレンズ情報記憶手段と、合焦のために光軸方向に移動可能な合焦レンズと、前記合焦レンズの位置を検出する第１の位置検出手段と、前記焦点距離情報を用いて取得した第１の焦点距離と前記第１の位置検出手段の検出結果とを用いて第２の焦点距離を演算する第１の演算部とを有し、
   前記カメラ本体は、撮像素子と、該撮像素子の画面サイズを記憶するカメラ情報記憶手段とを有し、
   前記カメラシステムは、前記第２の焦点距離と前記撮像素子の画面サイズとを用いて撮影画角を演算する第２の演算部と、前記撮影画角を含む撮影情報を表示する表示手段とを有することを特徴とするカメラシステム。
2. 前記カメラ本体が、前記第２の演算部と前記表示手段とを有することを特徴とする請求項１のカメラシステム。
3. 前記交換レンズは、変倍のために光軸方向に移動可能な変倍レンズと、前記変倍レンズの位置を検出する第２の位置検出手段とを更に有し、
   前記第２の位置検出手段の検出結果を用いて前記焦点距離情報から前記第１の焦点距離を取得することを特徴とする請求項１又は２のカメラシステム。
4. 前記レンズ固有情報には、前記交換レンズの射影方式が含まれ、該射影方式に応じて前記第２の演算部にて前記撮影画角を演算する演算式を変更することを特徴とする請求項１〜３いずれかのカメラシステム。
5. 前記レンズ固有情報には、前記交換レンズのイメージサークルのサイズが含まれ、該イメージサークルのサイズに応じて前記第２の演算部にて前記撮影画角を演算する演算式を変更することを特徴とする請求項１〜４いずれかのカメラシステム。

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