JP2017026770A - レンズ鏡筒のマニュアルフォーカス制御、及び電子表示手段 - Google Patents

Abstract

【課題】操作者の操作意図を阻害せず、且つ最適な合焦状態であることを容易に認識出来る操作性を実現することを可能にしたマニュアルフォーカス手段と、表示手段を有するレンズ鏡筒を提供すること。【解決手段】オートフォーカスモードとマニュアルフォーカスモードで表示が切り替わる電子表示パネルの表示手段を備え、オートフォーカスモードでは被写体距離表示、マニュアルフォーカスモードでは合焦状態により表示状態を変動させ、ユーザーが容易にピントの合せ込みができることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、一眼レフカメラやビデオカメラ等のレンズ鏡筒部に有する表示手段に関し、特にフォーカス調整装置の手動操作部の表示と、フォーカス制御システムに関する。

一眼レフカメラや一部のビデオカメラでは、レンズ鏡筒部に撮影者が手動で操作する操作環を持ち、任意にフォーカス操作によるピント調整を行う機能を持っている。操作環の近傍には、焦点距離に応じた被写体距離や、深度情報等の指標目盛りを表示している。

また、操作環とレンズ移動環が直接連結で駆動されない電子リングでは、表示内容とレンズ位置の相対位置にズレが生じる為、電子表示パネルの様に、状態に応じて表示内容が切り替わる表示手段提案されている。

特許文献１には、カメラ本体の撮像素子サイズや、深度情報に応じてレンズ情報表示が切替え可能な表示手段が開示されている。

特開２００７−７２４０７号公報

しかしながら、上述に開示された従来技術では、カメラとレンズの状態表示や、機能表示は行われるが、種々の撮影モードに応じてレンズ鏡筒に有する表示手段の表示が切り替わる事がなかった。

また、マニュアルフォーカスモードにおいて、ユーザーが操作環の操作をする際、従来の指標表示においても、被写体距離などの表示分解能が粗く、実際のフォーカスレンズの位置と指標表示にズレが有る為、大きく合焦から外れている場合に、合焦位置まで素早く操作するために粗い表示とすると、合焦近傍では、微調整をする必要があるが、微調整ができるような詳細なピント位置の表示がないので、微調整ができない。合焦近傍の微調整をするための詳細な表示にすると、合焦から大きく離れた場合に、合焦位置が表示部より外側になり見られないので、合焦位置まで素早く操作できない。容易に実施できない課題が有った。

そこで、本発明の目的は、最適な操作位置であることを容易に認識出来ることを可能とし、合焦状態の表示の状態に合わせてフォーカス操作環の操作量とフォーカスレンズの移動量の相対関係を合せ込み容易なものにしたマニュアルフォーカスの表示手段を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る表示手段は、フォーカス操作する操作環と、焦点距離によって、フォーカス位置状態を表示する電子表示パネルと合焦状態を判定する合焦判定手段とを有し、前記電子表示パネルには、フォーカスの合焦度合いが表示される手段を有する事を特徴とする。

本発明によれば、操作者の操作意図を阻害せず、且つ最適な操作位置であることを容易に認識出来ることを可能とし、合焦状態により、表示の状態を変動させ、合せ込み容易なものにした電子表示パネルの表示手段の提供を実現できる。

本発明の実施例１の構成要素図 本発明の実施例１のフローチャート 本発明の実施例１の補足図 本発明の実施例におけるＡＦモード時の表示例 本発明の実施例２の構成要素図 本発明の実施例２のフローチャート 本発明の実施例２の補足図

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。

以下、図１を参照して、本発明の第1の実施例について説明する。

不図示のレンズ群は１の鏡筒に対して光軸方向に移動自在に保持されている。

撮影者によるズーム操作を行うためのズーム操作環３は、鏡筒１に対して回転可能に保持されている。ズーム操作環３には、操作回転量を検出するためのズーム操作環検出センサ７が取り付けられており、ズーム操作環３の回転に応じた出力を検出し、レンズ制御部１２で操作量や操作速度の検出を行う。

アイリス５は撮影時の露出を制御するための機構であり、アイリスドライバ１４からの駆動制御に基づきアイリス５の開閉動作による露光量の調整を行っており、現在のＦ値情報は本アイリス５の開口位置情報を基にレンズ制御部１２で処理・判断されている。

フォーカスレンズ８は合焦動作を行うためのレンズであり、レンズ制御部１２の指示で光軸方向に移動する。

撮影者によるフォーカス操作を行うためのフォーカス操作環２は、鏡筒１に対して回転可能に保持されている。フォーカス操作環２には、操作回転量を検出するためのフォーカス操作環検出センサ６が取り付けられており、フォーカス操作環２の回転に応じた出力を検出し、レンズ制御部１２で操作量や操作速度の検出を行う。

画像演算部１１は撮像素子９から得られた、画像情報を演算する制御部であり、コントラストや、解像度などの情報から、合焦状態を演算し、その状態を判断する合焦状態判断部を含む。

撮像素子から得られる情報は、合焦判断できる他の情報でもよい。

画像演算部１１では撮像素子９から伝達された画像情報に加え、レンズ制御部１２を通じて伝達されたズーム位置、フォーカス位置、Ｆ値、撮像素子の情報を基に被写体の距離に対する焦点位置、焦点深度、並びに合焦状態を演算し、その結果をレンズ制御部１２へ伝達する。

レンズ鏡筒１には、電子表示パネル４が取り付けられている。
電子表示パネル４には、レンズ制御部１２から送られた、前記演算結果がフォーカス情報として表示される。

レンズ鏡筒１には不図示のオートフォーカス（ＡＦ）とマニュアルフォーカス（ＭＦ）のモード切替え機構を有しており、ＡＦモードの際には、前記表示パネル４の表示は表示制御部１５の指示により、図４に記載の様に被写体距離情報と指標が表示される。表示される被写体距離情報は、距離表示を例えば０．５ｍ刻みにて表示され、また、０．５ｍ刻みの表示間隔は等間隔の表示ではない為、参考値となるが、ＡＦ制御の際には自動で合焦状態に合わせる為、問題無い。

ＭＦモードにおいては、合焦演算結果から得られた、合焦状態が表示され、コントラスト等の合焦状態の割合が上がるにつれ、指標に対する表示の濃淡が変化したり、表示される色の状態が変化する等、合焦位置に合わせやすく、表示される。また、合焦状態に近づくにつれ、表示の状態に合わせ、フォーカス操作環検出センサ６から得られた、１信号当たりのフォーカスレンズ８の移動量は小さくなるように制御される。

フォーカス操作環検出センサ６は、フォトインタラプタの様な光学式センサが一般的であるが、磁気センサや、接触式の位置検出機構など、限定されるものではない。

図２のフローチャートを用いて、フォーカス操作環を操作した際の表示と、フォーカス操作環とフォーカスレンズ移動量の関係の処理を説明する。

ＳＴＥＰ１０１で撮像素子情報ａを取得する。ここでは撮像素子のセンササイズや画素ピッチ等の許容錯乱円の計算に必要となる情報を画像演算部１１で読み取って対応するが、カメラ固有情報であるため予め記憶しても良い。

ＳＴＥＰ１０２では撮像素子情報ａから適正な焦点距離情報を取得する。

ＳＴＥＰ１０３ではアイリス５の開口情報からＦ値ｃを取得し、Ｆ値ｃ、並びに許容錯乱円の値から被写界深度ｄを算出している。

ＳＴＥＰ１０４では撮像素子から得られた画像情報から、画像演算部にて合焦状態を演算している。

ＳＴＥＰ１０５では伝達された合焦状態の情報を基に、合焦状態表示を設定する。合焦状態表示の設定について、図３を用いて以下に説明する。図３はＳＴＥＰ１０５を詳細に説明した図である。上段の表と波形はフォーカス操作環２を操作して得られる設定距離と、設定距離に対する合焦率と、合焦率に対応した表示を示している。

ＳＴＥＰ１０４で算出された合焦状態は、図３で示す例では距離１ｍ近傍がベストな合焦ポイントであり、１ｍ近傍をベストな設定距離として、その周辺は、例えば無限遠側には１．１ｍ、１．２ｍ・・・とベストな設定距離から離れるに連れて計算上の合焦率が徐々に下がっていくことを示している。この時、表示は計算上ベストな設定距離を最大合焦状態とし、合焦率が上がるに伴い徐々に表示状態を変動させていく設定としている。

図３の下段の図は前述した上段に示す設定距離・計算上ベストとなる設定距離・表示状態と対応しており、撮影時の合焦率と表示の状態を図化したものである。図３上段・下段に示すように、合焦率が低い状態では合焦させる為の送り方向がわかる様な表示であり、合焦率が高くなるに従って例えば表示が合焦状態に近づくにつれ、表示1⇒表示2⇒表示３のように拡大されるように設定が行われている。

図３では合焦状態を、合焦率が上がるに伴い、拡大表示されているが、例えば、合焦状態に応じて、手前なら黄色、合焦位置なら緑色、奥なら青色と言う様に色を変化させる、また、右矢印や左矢印、合焦位置では下矢印と言う様に、矢印の向きで操作環の回転方向がわかる、合焦状態に応じて矢印の長さを変える等矢印の形状や、向き、長さを表示させる等、表示の種類は限定されるものではない。

次にＳＴＥＰ１０６でＳＴＥＰ１０５で設定された合焦状態表示に合わせ、フォーカス操作環６の回転操作量に対する、フォーカスレンズ８の移動量の相対関係を決定し、ＳＴＥＰ１０７でフォーカス操作環の回転量を検知し、それに見合った感度でＳＴＥＰ１０９８でフォーカスレンズは移動される。

また、Ｆ値ｃ、並びに被写体距離ｂは常時監視すべき項目であり、ＳＴＥＰ１０９にて、Ｆ値の確認を行い、ＳＴＥＰ１１０でＦ値の変化が発生したかの再計算を行い、Ｆ値の変化がない場合はＳＴＥＰ１０５へ、Ｆ値の変化が有る場合は、ＳＴＥＰ１１１で新たなＦ値から深度を算出し、ＳＴＥＰ１０４へ情報をフィードバックする必要がある。

前述した制御を用いて、実際に撮影を行った際に得られる効果を説明する。

任意の被写体を撮影する際、被写体までの距離等に応じてフォーカス操作環の設定距離に対する合焦状態の表示がされている。撮影者の操作により、手動で合焦動作を行う際にはフォーカス操作環２を回転操作するが、フォーカス操作環の指標表示は前述した図２のフローチャートに基づいて常時設定が行われており、ピントが有っていない非合焦状態では表示レンジが粗い状態となり、フォーカス操作環の操作により徐々に設定合焦距離に近づくに連れて合焦率が徐々に高くなるため、撮影者は非合焦領域では素早い操作を行い、合焦領域に近づくに連れて表示レンジが拡大されると共に、フォーカス操作環の操作敏感度が低くなることから撮影者は微小な合焦動作へと容易に移ることが可能となり、素早い合焦動作と合焦精度の両立を実現することが出来る。

また、本実施例では設定距離に対する合焦状態の表示の設定を予めテーブル化する手法を用いて説明しているが、例えばＳＴＥＰ１０５で得られた合焦状態から、常時算出する方法を用いても同様の効果を得ることが出来る。

以下、図５を参照して、本発明の第２の実施例について説明する。

不図示のレンズ群は１の鏡筒に対して光軸方向に移動自在に保持されている。

撮影者によるズーム操作を行うためのズーム操作環３は、鏡筒１に対して回転可能に保持されている。ズーム操作環３には、操作回転量を検出するためのズーム操作環検出センサ７が取り付けられており、ズーム操作環３の回転に応じた出力を検出し、レンズ制御部１２で操作量や操作速度の検出を行う。

アイリス５は撮影時の露出を制御するための機構であり、アイリスドライバ１４からの駆動制御に基づきアイリス５の開閉動作による露光量の調整を行っており、現在のＦ値情報は本アイリス５の開口位置情報を基にレンズ制御部１２で処理・判断されている。

フォーカスレンズ８は合焦動作を行うためのレンズであり、レンズ制御部１２の指示で光軸方向に移動する。

撮影者によるフォーカス操作を行うためのフォーカス操作環２は、鏡筒１に対して回転可能に保持されている。フォーカス操作環２には、操作回転量を検出するためのフォーカス操作環検出センサ６が取り付けられており、フォーカス操作環２の回転に応じた出力を検出し、レンズ制御部１２で操作量や操作速度の検出を行う。

フォーカスセンサ１０は例えば３点測距方式を用いて撮影距離を測距するセンサであり、フォーカスセンサ１０で測距された距離情報は合焦演算部１６に伝達される。

フォーカスセンサ１０は、超音波やレーザーを使用した測距センサの様に種類を限定していない合焦判断手段である。

合焦演算部１６では先のフォーカスセンサ１０から伝達された距離情報に加え、レンズ制御部１２を通じて伝達されたズーム位置、フォーカス位置、Ｆ値、撮像素子の情報を基に被写体の距離に対する焦点距離、焦点深度、並びに合焦状態を演算し、その状態を判断することが出来る。

レンズ鏡筒１には、電子表示パネル４が取り付けられている。

電子表示パネル４には、レンズ制御部１２から送られた、前記判断結果がフォーカス情報として表示される。

レンズ鏡筒１には不図示のオートフォーカス（ＡＦ）とマニュアルフォーカス（ＭＦ）のモード切替え機構を有しており、ＡＦモードの際には、前記表示パネル４の表示は表示制御部１５の指示により、被写体距離情報と指標が表示される。

ＭＦモードにおいては、合焦演算結果から得られた、合焦状態が表示され、合焦状態の割合が上がるにつれ、表示状態が変化し、合焦位置に合わせやすく、表示される。

また、表示状態の変化に合わせ、合焦状態の割合が上がるにつれ、フォーカス操作環検出センサ６から得られた、１信号当たりのフォーカスレンズ８の移動量は小さくなるように制御される。

フォーカス操作環検出センサ６は、フォトインタラプタの様な光学式センサが一般的であるが、磁気センサや、接触式の位置検出機構など、限定されるものではない。

図６のフローチャートを用いて、フォーカス操作環を操作した際の表示と、フォーカス操作環とフォーカスレンズ移動量の関係の処理を説明する。

ＳＴＥＰ２０１で撮像素子情報ａを取得する。ここでは撮像素子のセンササイズや画素ピッチ等の許容錯乱円の計算に必要となる情報を合焦演算部１６で読み取って対応するが、カメラ固有情報であるため予め記憶しても良い。

ＳＴＥＰ２０２では撮像素子情報ａとレンズ鏡筒の情報から適正な焦点距離情報を取得する。

ＳＴＥＰ２０３ではフォーカスセンサ１０から送られた測距情報から被写体距離ｂを取得する。

ＳＴＥＰ２０４ではアイリス５の開口情報からＦ値ｃを取得し、Ｆ値ｃ、並びに許容錯乱円の値から被写界深度ｄを算出している。

ＳＴＥＰ２０５で現在の合焦状態の演算結果をレンズ制御部に情報を伝達している。

ＳＴＥＰ２０６では伝達された合焦状態の演算結果を基に、距離毎に応じた合焦状態表示を設定する。合焦状態表示の設定について、図７を用いて以下に説明する。図７はＳＴＥＰ２０６を詳細に説明した図である。上段の表はフォーカス操作環２を操作して得られる設定距離と、設定距離に対する合焦率と、合焦率に対応した表示を示している。

ＳＴＥＰ２０２で得られた焦点距離情報とＳＴＥＰ２０３で得られた被写体距離情報から、測距距離ｂと被写界深度ｄの各々の計算結果を示しており、図７で示す例では距離１ｍ近傍がベストな被写体距離であり、１ｍ近傍をベストな設定距離としてその周辺は例えば望遠側には１．１ｍ、１．２ｍ・・・とベストな設定距離から離れるに連れて計算上の合焦率が徐々に下がっていくことを示している。この時、表示は計算上ベストな設定距離を最大指標とし、合焦率が上がるに伴い徐々に表示のレンジを上げていく設定としている。

図７の下段の図は前述した上段に示す設定距離・計算上ベストとなる設定距離・表示レンジと対応しており、撮影時の合焦率と表示レンジの状態を図化したものである。図７上段・下段に示すように、合焦率が低い状態では表示レンジは粗く、合焦率が高くなるに従って表示レンジが拡大されるように設定が行われている。図７では合焦状態を、合焦率が上がるに伴い、拡大表示されているが、例えば、色を変化させる、矢印の形や長さを変える等、表示の種類は限定されるものではない。

次にＳＴＥＰ２０７でＳＴＥＰ２０６で設定された合焦状態表示に合わせ、フォーカス操作環６の回転操作量に対する、フォーカスレンズ８の移動量の相対関係を決定し、ＳＴＥＰ２０８でフォーカス操作環の回転量を検知し、ＳＴＥＰ２０９でそれに見合った感度でフォーカスレンズは移動される。

また、Ｆ値ｃ、並びに被写体距離ｂは常時監視すべき項目であり、ＳＴＥＰ２１０に示すように、Ｆ値の状態の再計算を行い、ＳＴＥＰ２１１でＦ値の変化の有無を判断し、Ｆ値の変化がない場合はＳＴＥＰ２０６へ、Ｆ値の変化が有る場合はＳＴＥＰ２１１で新たなＦ値情報から深度を算出し、ＳＴＥＰ２０５へ情報をフィードバックする必要がある。

また、ＳＴＥＰ２１３に示すように、被写体距離の状態の再計算を行い、ＳＴＥＰ２１４で被写体距離の変化の有無を判断し、被写体距離の変化がない場合はＳＴＥＰ２０６へ、被写体距離の変化が有る場合はＳＴＥＰ２１５で被写体距離ｂ‘を新たな被写体距離情報として、ＳＴＥＰ２０４へフィードバックする必要がある。

実際に撮影を行った際に得られる効果を説明する。

任意の被写体を撮影する際、被写体までの距離等に応じてフォーカス操作環の設定距離に対する合焦状態の表示が設定されている。撮影者の操作により、手動で合焦動作を行う際にはフォーカス操作環２を回転操作するが、フォーカス操作環の指標表示は前述した図６のフローチャートに基づいて常時設定が行われており、ピントが有っていない非合焦状態では表示レンジが粗い状態となり、フォーカス操作環の操作により徐々に設定合焦距離に近づくに連れて合焦率が徐々に高くなるため、撮影者は非合焦領域では素早い操作を行い、合焦領域に近づくに連れて表示レンジが拡大されると共に、フォーカス操作環の操作敏感度が低くなることから撮影者は微小な合焦動作へと容易に移ることが可能となり、素早い合焦動作と合焦精度の両立を実現することが出来る。

また、本実施例では設定距離に対する合焦状態の表示の設定を予めテーブル化する手法を用いて説明しているが、例えばＳＴＥＰ２０２で得られた焦点距離とＳＴＥＰ２０３で得られたフォーカスセンサの測距情報を基に最適となる合焦状態を常時算出する方法を用いても同様の効果を得ることが出来る。

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 レンズ鏡筒、２ フォーカス操作環、３ ズーム操作環、４ 電子表示パネル、
５ アイリス、６ フォーカス操作環検出センサ、７ ズーム操作環検出センサ、
８ フォーカスレンズ、９ 撮像素子、１０ ＡＦセンサ、１１ 画像演算部、
１２ レンズ制御ＣＰＵ、１３ フォーカスドライバ、１４ アイリスドライバ、
１５ 表示制御部、１６ 合焦演算部

Claims (5)

1. フォーカス操作する操作環と、
   焦点距離によって、フォーカス位置状態を表示する電子表示パネルと、
   合焦状態を判定する合焦判定手段と、を有し、
   前記電子表示パネルには、フォーカスの合焦の度合いが表示されることを特徴とする表示手段。
2. 前記電子表示パネルは、合焦状態に応じて表示が変わることを特徴とする請求項１に記載の表示手段。
3. 前記電子表示パネルは、合焦近傍においては、合焦から離れた状態より、表示距離間隔を細かくすることを特徴とする請求項1又は請求項２に記載の表示手段。
4. フォーカス操作する操作環と、
   焦点距離によってフォーカス位置状態を表示する電子表示パネルと、
   合焦状態を判定する合焦判定手段と、
   オートフォーカスとマニュアルフォーカスを切り替えることのできるカメラシステムと、を有し、
   前記電子表示パネルには、オートフォーカス時には被写体距離の大まかな情報が表示され、マニュアルフォーカス時には合焦度合いが表示されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の表示手段。
5. マニュアルフォーカス時において、操作環の回転量に対するフォーカスレンズの送り量は合焦度合いに合わせて駆動比率が可変することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の表示装置を有するマニュアルフォーカス手段。