JP2015028550A - カメラ、撮影レンズおよびカメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】フリッカー光源下であっても、より精度の高い移動被写体撮影を行うことを可能にしたカメラ、撮影レンズおよびカメラシステムを提供すること。【解決手段】シャッター釦の第１ストロークで動体の連続測距動作を行い、任意の時間における動体位置を予測する動体予測手段を有する撮影装置において、更に光源のフリッカー周期検出手段（２０２）と、シャッターボタンの第２ストロークでの撮影開始手段（２０５）と、実際に撮影動作可能になるまでの遅延時間取得手段（２０８）とを有し、前記遅延時間取得手段は前記撮影開始からシャッター走行開始までの時間を算出して、その結果を動体予測にフィードバックする（２１２）ことを特徴とする構成とした。【選択図】図２

Description

本発明は、カメラおよびカメラに装着される撮影レンズおよびカメラシステムに関し、特に将来の像面位置を予測するサーボ機能およびフリッカー現象を抑制して撮影するフリッカーレス撮影機能を用いる撮影技術に関するものである。

従来、交換レンズ式一眼レフカメラ等のカメラシステムにおいて、撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を、一対のラインセンサ上に結合させ、被写体像を光電変換して得られた一対の像信号の相対位置変位量である像ずれ量を求める。そして、この像ずれ量より被写体のデフォーカス量を検出して、これに基づいて撮影レンズの駆動を行う技術が広く知られている。

またその多くは静止する被写体のみならず、移動する被写体にレンズ駆動を追従させるサーボ機能を備えている。

具体的な追従方法としては、過去に得た２点のデフォーカス量から、被写体の像面位置（被写体に合焦するであろうと予測される位置）を取得する。その被写体の像面位置とその検出時刻の差分をとり、像面位置の変化量、つまり像面速度を求めることによって、検出点から所定時間後の像面位置を予測し、撮影レンズをその位置へ駆動させるものがある。

また、過去に得た３点の被写体の像面位置とその検出時間から、２次曲線、つまり像面速度と像面速度の変化量である像面加速度を求めることによって、検出点から所定時間後の像面位置を予測するものもある。

ここで、予測時に推定した所定時間後の時刻と、実際にレリーズボタンが押されシャッター走行が開始する時刻がずれればずれるほど予測の精度が落ちることになる。すなわち、実際にレリーズボタンが押されてシャッター走行が開始するまでの時間（以下、レリーズタイムラグ）を予測することが重要となる。特許文献１では、レリーズタイムラグとしてミラーアップ時間を考慮した像面位置の予測に関する技術が開示されている。

一方、撮影環境によっては、例えば蛍光灯のように周期的な明滅のあるフリッカー光源下での撮影では、シャッター走行のタイミングによって露出にばらつきが出ることが知られている。

この露出のばらつきを回避する技術（以下、フリッカーレス）として、特許文献２では、フリッカーを検知し、フリッカー周期におけるシャッター走行開始タイミングを固定して撮影することにより、撮影画像の露出のばらつきを抑える技術が開示されている。

特開平６−３３７３４５号公報 特開２００９−１３０５３１号公報

このように前述したフリッカーレス撮影においては、シャッター走行開始タイミングはフリッカー周期の影響を受けるために、そのタイミングがずれる、すなわち、前述したレリーズタイムラグは一定にならない。

従って、レリーズタイムラグが一定にならないことにより、それを用いて予測される被写体の像面位置の予測精度が落ちてしまう。

そこで、本発明の目的は、フリッカー光源下であっても、より精度の高い移動被写体撮影を行うことを可能にしたカメラ、撮影レンズおよびカメラシステムを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、
シャッター釦の第１ストロークで動体の連続測距動作を行い
任意の時間における動体位置を予測する動体予測手段を有する撮影装置において、
更に光源のフリッカー周期検出手段と、
シャッターボタンの第２ストロークでの撮影開始手段と、
実際に撮影動作可能になるまでの遅延時間取得手段と
を有し、
前記遅延時間取得手段は前記撮影開始からシャッター走行開始までの時間を算出して、その結果を動体予測にフィードバックすることを特徴とする。

本発明によればフリッカー光源下であっても、より精度の高い移動被写体撮影を行うことを可能にしたカメラ、撮影レンズおよびカメラシステムを提供することができる。

本発明の実施形態にかかわる撮影レンズ１００とカメラ２００の要部を示す構成図である。 本発明の実施例による、フローチャートである。 図２の２０８についての詳細を表した図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる撮影レンズ１００とカメラ２００の要部を示す構成図である。

これらは、いわゆる交換レズ式一眼レフカメラと言われるものに相当し、撮影レンズ１００を装着可能なカメラ２００である。図１において、１はレンズＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）、２はレンズ１０の相対的な位置をレンズ駆動ユニットのパルス信号としてカメラに対して出力するレンズ位置出力ユニット（結像位置出力ユニット）である。

この点、レンズ１０には結像機能が含まれ、したがって、レンズ位置出力ユニット２は、撮影レンズ１００の結像位置に対応する情報を検出し、カメラに対して出力する機能を有する。３はモータ等のレンズ１０を駆動するためのレンズ駆動ユニット、４は絞り１１を駆動するための絞り駆動ユニットである。

レンズ位置出力ユニット２は、現在のレンズ１０の位置（結像位置）での相対的な繰り出し量を測定することができる。具体的には、レンズ位置出力ユニット２のエンコーダーがレンズ可動部の光学的変化を電位変化として出力し、これをレンズＭＰＵ１がカウントすることで測定される。

レンズＭＰＵ１はテーブル５を内蔵しており、開放絞り位置から設定絞り値の絞り位置まで駆動を行ったときの予測される絞りの駆動時間を記憶している。レンズＭＰＵ１は、予測される絞りの駆動時間をこのテーブル５から検索する。そして、検索した予測される絞り駆動時間をマウント１２を介してカメラＭＰＵ７へ通信する。これにより、設定絞り値（目標絞り値）に会わせるために絞り駆動を行ったときの予測される絞り駆動時間をカメラＭＰＵ７が取得することができる。

ここで、ミラー１３のミラーアップ時間をはじめとしたメカ・撮像センサの準備時間は予め測定し、カメラ側にて記憶しておくことができる。一方、絞り駆動に要する時間は撮影レンズとしての交換レンズごとに異なるため、カメラ側で取得することは簡単でない。一つの方法としては、過去にその交換レンズで実際に絞ったときの絞り駆動に要した時間をカメラボディ側で記憶しておく方法である。しかし、初めてその交換レンズを付けたときには絞り駆動時間を決定できない。また、カメラ側の記憶容量も有限であるため、全ての交換レンズの各々の絞り値に対応する絞りに要する時間（絞り駆動時間）を記憶するのも容易ではない。そこで、上述のように、予測される絞りの駆動時間をテーブル５に記憶しておき、カメラＭＰＵ７へ送信するようにしている。

前記レンズＭＰＵ１、レンズ位置出力ユニット２、レンズ駆動ユニット３、絞り駆動ユニット４、テーブル５、レンズ１０及び絞り１１等によって交換式の撮影レンズが構成される。そして、この交換式の撮影レンズ１００は、図中の点線で示すようにマウント１２を介して接続され、カメラ（本体）２００と着脱可能となっている。

次に、カメラ側について説明する。６はカメラ２００に装着された撮影レンズ１００を通過した光からデフォーカス量に対応する情報を後述のように検出するデフォーカス量検出ユニットである。７はカメラＭＰＵであり、マウント１２の信号線を介してレンズＭＰＵ１と相互通信可能となっている。また、カメラＭＰＵ７は後述するＡ／Ｄ変換ユニットを内蔵している。さらに、タイマを内蔵しており、時刻や時間の測定を行うことができる。

８はカメラの諸設定（シャッタ速度、絞り値、撮影モード等）用のダイヤルユニットであり、９は撮像ユニットである。ＳＷ１はレリーズボタンの第１ストローク操作（半押し）によりオンするスイッチ、ＳＷ２はレリーズボタンの第２ストローク操作（全押し）によりオンするスイッチである。

自動焦点調節に必要となる焦点が被写体からどのくらいずれているかという量であるデフォーカス量は、デフォーカス量検出ユニット６からの出力によって計算される。具体的には、撮影レンズの光軸を挟んだ異なる２領域通過する被写体光束から形成される２つの像の像ずれ量から計算される。これら２像の光束はハーフミラーとなっているメインミラー１３を通過し、その後ろにあるサブミラー１４によって反射され、不図示の二次結像光学系によってデフォーカス量検出ユニット６に導かれる。デフォーカス量検出ユニット６はライン状の光電変換素子からなっており、この素子上に形成された被写体像を電位変化として出力する。カメラＭＰＵ７はこれら２像の信号を内蔵したＡ／Ｄ変換ユニットによって数値変化として読み出し、これに相関演算を施すことにより像ずれ量を計算し、デフォーカス量を求める。

その他、カメラ側には、ピント板１５、ペンタミラー１６、ファインダー１７、撮像素子１８等が具備されている。

フリッカー周期検出方法は様々存在し、本実施形態においてのフリッカー周期検出の方法として、例えば撮像素子１８で取り込まれた画像データを用いて行うが、これに限るものではない。

［実施例１］
以下、図２を参照して、本発明の実施例による、フローチャートについて説明する。まず、２０１にてスイッチＳＷ１がオンされると、２０２にてフリッカー周期検出を行う。そして、２０３では、自動焦点調節動作としてデフォーカス量を行うルーチンを実行する。

デフォーカス量の検出が終了すると、２０４にて、動体の予測制御を行う。動体の予測制御について、例えば、過去に得た２点のデフォーカス量から被写体の像面位置（被写体に合焦するであろうと予測される位置）を取得し、その被写体の像面位置とその検出時刻の差分をとり、像面位置の変化量、つまり像面速度を求める方法がある。なお、動体予測制御方法は様々あり、これに限らないことは言うまでもない。

次に、２０５にて、スイッチＳＷ２がオンされているかを判定する。判定の結果、スイッチＳＷ２がオンされていれば２０６へ進む。

２０６にて、予め測定してカメラに記憶していたメカ・撮像センサ準備時間を取得する。そして２０７にて、レンズＭＰＵ１へダイヤルユニット９によって既に設定されている絞り値を通信することでカメラＭＰＵ７は設定絞り値に対応する予測される絞りの駆動時間を取得する。

そして２０８にて、撮影タイミングとしてレリーズタイムラグを算出する。レリーズタイムラグ算出の詳細については、後述する図３において説明する。

そして２１０にて、絞り１１の絞り込みを行う。２１０にて絞り駆動が開始されると、２１２へ進む。

そして２１２にて、動体の予測制御を行う。ここでは、２０４にて取得した前記像面速度と２０８にて取得したレリーズタイムラグとを用いて、再度動体の予測位置を算出し、２０４で取得した動体の予測位置を補正する。

そして２１２が終了すると２１３にて、２０２で取得したフリッカー周期に基づいて、周期内の所定のタイミングを待つ。ここでは光源の光量が最も高輝度となるフリッカー周期のピークでレリーズを行うこととしているが、これに限るものではなく別のレリーズタイミングであってもよい。

そして２１４にて撮影が行われる。そして２１５では、スイッチＳＷ１がオンされているかを判定し、オンされていれば２０２のフリッカー周期検出ルーチンへ戻り、以下スイッチＳＷ１がオフされるまで自動焦点調節のフローを繰り返す。ＳＷ１がオンされていないと判定されるとフローを終了する。

次に、図３を参照して、図２の２０８について説明する。３０１はフリッカー周期を模式的に表現したものである。前述のとおり、本実施例では最も高輝度となるフリッカー周期のピークをシャッター走行許可タイミングとしている。Ｃａｓｅ１は、メカ・撮像センサ準備に掛かる時間３０２（以下、メカ準備時間）が絞り駆動に掛かる時間３０３（以下、絞り駆動時間）より大きい場合である。

この場合はより時間の掛かる方、すなわちメカ準備時間３０２をフリッカー周期３０１と照らし合わせた地点３１０を基準としてシャッター走行許可タイミングを算出する。３１０の次のシャッター走行許可タイミングは３１１であるので、３１０と３１１の差をメカ準備時間３０２に加算した値をレリーズタイムラグ３０４として取得する。

Ｃａｓｅ２は、メカ準備時間３０５より絞り駆動時間３０６の方が大きい場合である。この場合はより時間の掛かる方、すなわち絞り駆動時間３０６をフリッカー周期３０１と照らし合わせた地点３２０を基準としてシャッター走行許可タイミングを算出する。３２０の次のシャッター走行許可タイミングは３２１であるので、３２１と３２０の差を絞り駆動時間３０６に加算した値をレリーズタイムラグ３０７として取得する。これにより、フリッカー光源下であっても、より精度の高い移動被写体撮影を行うことが可能となる。

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 レンズＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）
２ レンズ位置出力ユニット（結像位置出力ユニット）
３ レンズ駆動ユニット
４ 絞り駆動ユニット
５ テーブル
１０ レンズ
１００ 撮影レンズ
２００ カメラ

Claims (6)

1. シャッター釦の第１ストロークで動体の連続測距動作を行い
   任意の時間における動体位置を予測する動体予測手段を有する撮影装置において、
   更に光源のフリッカー周期検出手段（２０２）と、
   シャッターボタンの第２ストロークでの撮影開始手段（２０５）と、
   実際に撮影動作可能になるまでの遅延時間取得手段（２０８）と
   を有し、
   前記遅延時間取得手段は前記撮影開始からシャッター走行開始までの時間を算出して、その結果を動体予測にフィードバックする（２１２）ことを特徴とするカメラ。
2. 前記動体予測手段は前記シャッター動作開始時間における動体距離を予測することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
3. 前記遅延時間取得手段は、撮影時のレンズの絞り込み量および絞り駆動速度に応じて決定される絞り込み時間およびフリッカー検出手段で得られるフリッカー周期を考慮して前記撮影開始からシャッター走行開始までの時間を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
4. 前記遅延時間取得手段は、予め取得したカメラのレリーズタイムラグおよびフリッカー検出手段で得られるフリッカー周期を考慮して前記撮影開始からシャッター走行開始までの時間を算出することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
5. シャッター釦の第１ストロークで動体の連続測距動作を行い
   任意の時間における動体位置を予測する動体予測手段を有する撮影装置において、
   更に光源のフリッカー周期検出手段（２０２）と、
   シャッターボタンの第２ストロークでの撮影開始手段（２０５）と、
   実際に撮影動作可能になるまでの遅延時間取得手段（２０８）と
   を有し、
   前記遅延時間取得手段は前記撮影開始からシャッター走行開始までの時間を算出して、その結果を動体予測にフィードバックする（２１２）ことを特徴とする撮影レンズ。
6. シャッター釦の第１ストロークで動体の連続測距動作を行い
   任意の時間における動体位置を予測する動体予測手段を有する撮影装置において、
   更に光源のフリッカー周期検出手段（２０２）と、
   シャッターボタンの第２ストロークでの撮影開始手段（２０５）と、
   実際に撮影動作可能になるまでの遅延時間取得手段（２０８）と
   を有し、
   前記遅延時間取得手段は前記撮影開始からシャッター走行開始までの時間を算出して、その結果を動体予測にフィードバックする（２１２）ことを特徴とするカメラシステム。