JP2022072631A - 制御装置、光学機器、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】光学系の諸収差による焦点検出結果の誤差を高精度に補正可能な制御装置、光学機器、制御方法、及びプログラムを提供すること。【解決手段】制御装置は、光学系に含まれるレンズ群を駆動する駆動部を制御する制御部と、レンズ群を駆動する際に使用され、収差量操作部に対する操作による前記レンズ群の駆動に基づく光学系の収差量の変化に応じた複数の光学情報、又はレンズ群を駆動する際に使用される第１光学情報を補正するための、収差量の変化に応じた複数の補正データを記憶する記憶部とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、光学機器、制御方法、及びプログラムに関する。

従来、ＡＦセンサを用いて生成されるＡＦ評価値から算出されるフォーカスレンズの合焦位置に応じてフォーカスレンズを駆動して被写体への焦点調節を行うオートフォーカス（以下、ＡＦ）が知られている。ＡＦでは、光学系の諸収差により焦点検出結果に誤差が発生することがある。特許文献１には、異なる複数の空間周波数ごとの光学系の結像位置に関する情報を記憶することで、焦点検出結果の誤差を抑制し、高精度な焦点調節を行う方法が開示されている。

特開２０２０－７５０２２号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、光学系の諸収差の変化による影響まで含めて焦点検出結果を補正することが困難である。

本発明は、光学系の諸収差による焦点検出結果の誤差を高精度に補正可能な制御装置、光学機器、制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一側面としての制御装置は、光学系に含まれるレンズ群を駆動する駆動部を制御する制御部と、レンズ群を駆動する際に使用され、収差量操作部に対する操作によるレンズ群の駆動に基づく光学系の収差量の変化に応じた複数の光学情報、又はレンズ群を駆動する際に使用される第１光学情報を補正するための、収差量の変化に応じた複数の補正データを記憶する記憶部とを有することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての制御装置は、光学系に含まれるレンズ群を駆動する駆動部を制御する制御部と、レンズ群を駆動する際に使用され、収差量操作部に対する操作によるレンズ群の駆動に基づく光学系の収差量の変化に応じた複数の光学情報、又はレンズ群を駆動する際に使用される第１光学情報を補正するための、収差量の変化に応じた複数の補正データを記憶する記憶部とを有する制御装置の制御方法であって、収差量操作部が操作されることで収差量が変化するステップと、収差量の変化に応じて、複数の光学情報のうち一つの光学情報、又は複数の補正データのうち一つの補正データを撮像装置に送信するステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、光学系の諸収差による焦点検出結果の誤差を高精度に補正可能な制御装置、光学機器、制御方法、及びプログラムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る光学機器の一例である交換レンズを有するカメラシステムのブロック図である。 フォーカスレンズの軌跡に応じて撮像光学系の収差量が変更する例を示す図である。 実施例１の撮像光学系の収差量に応じた光学情報を送信する方法を示すフローチャートである。 実施例１の撮像光学系の収差量に応じた補正データを送信する方法を示すフローチャートである。 実施例２の光学情報を送信する方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る光学機器の一例である交換レンズ１００を有するカメラシステムのブロック図である。カメラシステムは、交換レンズ１００及びカメラ本体（撮像装置）２００を有する。

交換レンズ１００は、カメラ本体２００に不図示のマウントを介して機械的及び電気的に接続されている。交換レンズ１００は、マウントに設けられた電源端子を介してカメラ本体２００から電力の供給を受け、カメラ本体２００から受けた電力を用いて、後述する各種アクチュエータやレンズマイクロコンピュータ（以下、レンズマイコン）１１１の制御を行う。

カメラ本体２００は、撮像素子２０１、信号処理部２０２、記録処理部２０３、表示部２０４、操作部２０５、及びカメラマイクロコンピュータ（以下、カメラマイコン）２０６を有する。

撮像素子２０１は、交換レンズ１００内の撮像光学系により形成された被写体像を光電変換して電気信号（アナログ信号）を出力する。また、撮像素子２０１は、本実施例では位相差ＡＦセンサとして使用される。撮像素子２０１からのアナログ信号は、不図示のＡ／Ｄ変換回路によってデジタル信号に変換される。

信号処理部２０２は、Ａ／Ｄ変換回路からのデジタル信号に対して各種画像処理を行って映像信号を生成し、映像信号を記録処理部２０３や表示部２０４に出力する。また、信号処理部２０２は、映像信号から被写体像のコントラスト状態、つまり撮像光学系の焦点状態を示すフォーカス情報や、露出状態を表す輝度情報も生成する。

記録処理部２０３は、映像信号を静止画像や動画像データとして外部メモリ等に記憶する。

表示部２０４は、映像信号を構図やピント状態等の確認に用いられるライブビュー画像として表示する。

カメラマイコン２０６は、操作部２０５に含まれる撮像指示スイッチ及び各種設定スイッチ等の入力に応じてカメラ本体２００の制御を行う。また、カメラマイコン２０６は、不図示の通信部を備え、通信部を介して、輝度情報に応じた絞りユニット１０３による光量調節やフォーカス情報に応じたフォーカスレンズ１０５による焦点調節に関する制御コマンドをレンズマイコン１１１に送信する。更に、カメラマイコン２０６は、カメラ本体２００のＩＤやバージョン等を含むカメラ本体２００に関する情報をレンズマイコン１１１に送信する。

交換レンズ１００は、撮像光学系、撮像光学系に含まれるレンズ群を駆動する各種アクチュエータ（駆動部）を制御する各種制御部、レンズ群の操作を行う各種操作リング、及びレンマイコン（制御部）１１１を有する。なお、本実施形態では、レンズマイコン１１１は、交換レンズ１００内に設けられているが、交換レンズ１００とは別の制御装置として構成されていてもよい。

撮像光学系は、フィールドレンズ１０１、ズームレンズ１０２、絞りユニット１０３、像振れ補正レンズ１０４、フォーカスレンズ（第１のレンズ群）１０５、及びフローティングレンズ（第２のレンズ群）１１２を備える。なお、図１では、各レンズは、１枚のレンズで示されているが、複数のレンズからなるレンズ群として構成されていてもよい。

ズームレンズ１０２は、撮像光学系の光軸Ｏに沿って移動可能であり、不図示のズーム機構に連結されたズーム操作リングがユーザに操作されることで光軸に沿って移動する。ズームレンズ１０２が移動することで、撮影光学系の焦点距離が変更される変倍が行われる。ズームレンズ位置検出部１０６は、可変抵抗等の位置検出センサを用いてズームレンズ１０２の位置を検出し、検出したズームレンズ１０２の位置データをレンズマイコン１１１に出力する。レンズマイコン１１１は、取得した位置データをズームトラッキング動作等の制御に使用する。

絞りユニット１０３は、絞り羽根やホール素子等のセンサを備える。絞り羽根の状態は、センサにより検出され、レンズマイコン１１１に出力される。絞り制御部１０７は、レンズマイコン１１１からの指令により駆動信号を出力してステッピングモータやボイスコイルモータ等のアクチュエータを駆動する。これにより、絞りユニット１０３による光量調節が行われる。

像振れ補正レンズ１０４は、撮像光学系の光軸Ｏに直交する方向へ移動することで、手振れ等に起因する像振れを低減する。像揺れ補正レンズ制御部１０８は、振動ジャイロ等の不図示の振れセンサにより検出された振れに応じたレンズマイコン１１１からの指令により駆動信号を出力して防振アクチュエータを駆動する。これにより、像揺れ補正レンズ１０４のシフト動作を制御する防振処理が行われる。

フォーカスレンズ１０５及びフローティングレンズ１１２は、撮像光学系の光軸Ｏに沿って移動可能である。フォトインタラプタ等の位置検出センサを用いて検出されたフォーカスレンズ１０５又はフローティングレンズ１１２の位置データは、レンズマイコン１１１に出力される。フォーカスレンズ制御部１０９及びフローティングレンズ制御部１１３は、レンズマイコン１１１からの指令により駆動信号を出力してステッピングモータ等のアクチュエータを駆動する。これにより、フォーカスレンズ１０５及びフローティングレンズ１１２が移動し、焦点調節が行われる。また、フォーカスレンズ１０５は、ズームレンズ１０２による変倍に伴う像面変動を補正する。

交換レンズ１００は、いずれかのレンズをそれぞれのレンズの制御部を介して光軸Ｏに沿って移動させることにより、焦点距離又はピント位置の変化を伴わずに収差調節を行う。レンズマイコン１１１は、収差の調節量を記憶し、レンズマイコン１１１内に設けられた通信部（不図示）を介して収差の調節量をカメラマイコン２０６に送信する。

レンズマイコン１１１は、交換レンズ１００内の各部の動作を制御する。また、レンズマイコン１１１は、通信部を介してカメラ本体２００から送信された制御コマンドを受信し、レンズデータの送信要求を受ける。更に、レンズマイコン１１１は、制御コマンドに対応するレンズ制御を行い、送信要求に対応するレンズデータをカメラ本体２００に送信する。

レンズマイコン１１１は、制御コマンドのうち光量調節やフォーカシングに関するコマンドに応答して、絞り制御部１０７、フォーカスレンズ制御部１０９、及びフローティングレンズ制御部１１３に指令を出す。絞り制御部１０７、フォーカスレンズ制御部１０９、及びフローティングレンズ制御部１１３はそれぞれ、指令に応じて、絞りユニット１０３、フォーカスレンズ１０５、及びフローティングレンズ１１２を駆動する。これにより、絞りユニット１０３による光量調節や、フォーカスレンズ１０５及びフローティングレンズ１１２による焦点調節を制御するＡＦ処理が行われる。

また、レンズマイコン１１１は、フォーカスレンズ操作リング１１０に対する操作量に応じて、フォーカスレンズ制御部１０９を介してフォーカスレンズ１０５を駆動することで、焦点調節を制御する。

更に、レンズマイコン１１１は、収差調節リング（収差量操作部）１１４に対する操作量に応じて、フォーカスレンズ制御部１０９又はフローティングレンズ制御部１１３を介してフォーカスレンズ１０５又はフローティングレンズ１１２を駆動する。これにより、収差調節が行われる。図２は、フォーカスレンズ１０５の軌跡に応じて撮像光学系の収差量が変化する例を示す図である。このように収差量は、フォーカスレンズ１０５及びフローティングレンズ１１２の軌跡を制御することにより、焦点距離又はピント位置の変化を伴わずに調節可能である。なお、収差調節を制御する際に、駆動するレンズはフォーカスレンズ１０５又はフローティングレンズ１１２に限らず、収差調節用のレンズであってもよい。

レンズマイコン１１１は、撮像光学系に含まれるレンズ群を駆動する際に（例えば、光量調節やＡＦ処理において）使用される光学情報又は光学情報を補正するための補正データを記憶する記憶部（不図示）を備える。レンズマイコン１１１は、通信部を介して光学情報又は補正データをカメラマイコン２０６に送信する。カメラマイコン２０６は、光学情報又は補正データに基づく制御コマンドをレンズマイコン１１１に送信する。また、レンズマイコン１１１は、カメラマイコン２０６からの制御コマンドに基づいて、絞りユニット１０３、フォーカスレンズ１０５、又はフローティングレンズ１１２等のレンズ群を駆動する。

本実施例では、レンズマイコン１１１が撮像光学系の収差量の変化に応じた光学情報をカメラマイコン２０６に送信する方法を説明する。

以下、図３を参照して、レンズマイコン１１１が撮像光学系の収差量の変化に応じた複数の光学情報から選択した光学情報をカメラマイコン２０６に送信する方法について説明する。図３は、本実施例の撮像光学系の収差量の変化に応じた光学情報を送信する方法を示すフローチャートである。

本フローは、レンズマイコン１１１が通信部を介してカメラマイコン２０６から光学情報取得要求を受信することで開始される。

ステップＳ３０１では、レンズマイコン１１１は、撮像光学系の現在の収差量を記憶部に記憶する。

ステップＳ３０２では、レンズマイコン１１１は、ステップＳ３０１で記憶部が記憶した収差量が閾値より大きいかどうかを判定する。収差量の判定は、レンズの位置によって行われる。判定に用いられるレンズは、図１に示されるどのレンズを用いてもよい。本実施例では、収差量の判定は、フォーカスレンズ１０５及びフローティングレンズ１１２の位置によって行われる。また、収差量の判定は、収差調節リング１１４の状態によって行われてもよい。収差量が閾値より大きい場合、ステップＳ３０３に進み、そうでない場合、ステップＳ３０４に進む。なお、収差量が閾値と等しい場合、どちらのステップに進むかは任意に設定可能である。

ステップＳ３０３では、レンズマイコン１１１は、カメラマイコン２０６に送信する光学情報として第１の光学情報を選択する。本実施例では、光学情報は、カメラ本体２００が行うＡＦのピント位置を補正する情報（ピント補正テーブル）である。また、光学情報は、カメラ本体２００が行う撮像光学系の光量を補正する情報であってもよい。また、光学情報として、焦点距離や諸収差に関する情報を使用してもよい。

ステップＳ３０４では、レンズマイコン１１１は、カメラマイコン２０６に送信する光学情報として第２の光学情報を選択する。

ステップＳ３０５では、レンズマイコン１１１は、通信部を介して、ステップＳ３０３又はステップＳ３０４で選択された光学情報をカメラマイコン２０６に送信する。

なお、本フローは、レンズマイコン１１１がカメラマイコン２０６から光学情報取得要求を受信することで開始されるが、レンズマイコン１１１による光学情報取得要求の受信に関係なく開始されてもよい。

また、ステップＳ３０２で用いられる閾値は一つであるが、複数であってもよい。閾値を複数設定することで、２つ以上の光学情報から１つの光学情報を選択可能である。

図３を用いて説明したように、レンズマイコン１１１は、撮像光学系の収差量の変化に応じた複数の光学情報から選択した１つの光学情報をカメラマイコン２０６に送信してもよいが、本発明はこれに限定されない。レンズマイコン１１１は、撮像光学系に含まれるレンズ群を駆動する際に使用される光学情報（第１光学情報）を変換した補正データをカメラマイコンに２０６に送信してもよい。

以下、図４を参照して、レンズマイコン１１１が第１光学情報から変換され、撮像光学系の収差量の変化に応じた複数の補正データのうち１つの補正データをカメラマイコン２０６に送信する方法について説明する。図４は、本実施例の撮像光学系の収差量に応じた補正データを送信する方法を示すフローチャートである。なお、本実施例では、補正データは、第１光学情報に対するオフセット値である。

本フローは、レンズマイコン１１１が通信部を介してカメラマイコン２０６から光学情報取得要求を受信することで開始される。

ステップＳ４０１では、レンズマイコン１１１は、撮像光学系の現在の収差量を記憶部に記憶する。

ステップＳ４０２では、レンズマイコン１１１は、ステップＳ４０１で記憶部が記憶した収差量が閾値より大きいかどうかを判定する。収差量が閾値より大きい場合、ステップＳ４０３に進み、そうでない場合、ステップＳ４０４に進む。なお、収差量が閾値と等しい場合、どちらのステップに進むかは任意に設定可能である。

ステップＳ４０３では、レンズマイコン１１１は、第１光学情報を第１の処理で変換し、第１の補正データを取得する。

ステップＳ４０４では、レンズマイコン１１１は、第１光学情報を第２の処理で変換し、第２の補正データを取得する。

第１の処理及び第２の処理では、異なるオフセット値で第１光学情報の変換が行われてもよいし、異なる計算式で第１光学情報の変換が行われてもよい。

ステップＳ４０５では、レンズマイコン１１１は、通信部を介して、ステップＳ４０３又はステップＳ４０５で取得された補正データをカメラマイコン２０６に送信する。

なお、本フローは、レンズマイコン１１１がカメラマイコン２０６から光学情報取得要求を受信することで開始されるが、レンズマイコン１１１による光学情報取得要求の受信に関係なく開始されてもよい。

本実施例の構成によれば、レンズマイコン１１１は、収差量に応じた適切な光学情報又は補正データをカメラ本体２００に送信可能である。そのため、カメラマイコン２０６が交換レンズ１００の焦点距離又はピント位置を変化させずに収差量を変化させる場合でも、光学系の諸収差による焦点検出結果の誤差を高精度に補正可能である。

本実施例では、レンズマイコン１１１が、カメラ本体２００が撮像光学系の収差量の変化が大きい場合の光量調節や焦点調節の制御に対応しているかどうかを判別し、適切な光学情報を送信する方法について説明する。

図５は、本実施例のレンズマイコン１１１が、カメラ本体２００が撮像光学系の収差量の変化が大きい場合の光量調節や焦点調節の制御に対応しているかどうかを判別し、適切な光学情報を送信する方法を示すフローチャートである。

本フローは、カメラマイコン２０６が起動し、レンズマイコン１１１と通信を始めることで開始される。

ステップＳ５０１では、レンズマイコン１１１は、カメラマイコン２０６からカメラ本体２００のＩＤやバージョンを含むカメラ本体２００に関する情報を取得する。なお、カメラ本体２００に関する情報は、本実施例ではカメラ本体２００のＩＤやバージョンを含んでいるが、これらの情報と共に、又はこれらの情報とは別にカメラ本体２００のＡＦ方式や画素数等の情報を含んでいてもよい。

ステップＳ５０２では、レンズマイコン１１１は、カメラマイコン２０６から光学情報取得要求を受信したかどうかを判定する。光学情報取得要求を受信した場合、ステップＳ５０３に進み、そうでない場合、本ステップの処理を繰り返す。

ステップＳ５０３では、レンズマイコン１１１は、撮像光学系の現在の収差量を記憶部に記憶する。

ステップＳ５０４では、レンズマイコン１１１は、ステップＳ５０３で記憶部が記憶した収差量が閾値より大きいかどうかを判定する。収差量が閾値より大きい場合、ステップＳ５０５に進み、そうでない場合、ステップＳ５０６に進む。なお、収差量が閾値と等しい場合、どちらのステップに進むかは任意に設定可能である。

ステップＳ５０５では、レンズマイコン１１１は、カメラ本体２００が撮像光学系の収差量の変化が大きい場合の光量調節や焦点調節の制御に対応しているかどうかを判定する。すなわち、カメラマイコン２０６が撮像光学系の収差量の変化に応じて光学情報を適切に変換することが可能であるかどうかを判定する。対応しているかどうかの判定は、ステップＳ５０１で取得したカメラ本体２００に関する情報に基づいて行われる。また、カメラ本体２００に関する情報に加え、又はカメラ本体２００に関する情報とは別に、カメラ本体２００のＡＦ方式や画素数等の情報に基づいて行われてもよい。対応している場合（撮像装置が第１状態である場合）、ステップＳ５０６に進み、そうでない場合、ステップＳ５０７に進む。

ステップＳ５０６では、レンズマイコン１１１は、カメラマイコン２０６に送信する光学情報として第１の光学情報（実施例１の第１光学情報に相当する）を選択する。

ステップＳ５０７では、レンズマイコン１１１は、カメラマイコン２０６に送信する光学情報として第２の光学情報を選択する。

ステップＳ５０８では、レンズマイコン１１１は、通信部を介して、ステップＳ５０６又はステップＳ５０７で選択された光学情報をカメラマイコン２０６に送信する。

なお、本実施例では、選択された光学情報をカメラマイコン２０６に送信するが、実施例１で説明したように、第１光学情報を変換した補正データをカメラマイコン２０６に送信してもよい。

本実施例では、カメラ本体２００が撮像光学系の収差量の変化が大きい場合の光量調節や焦点調節の制御に対応している場合、レンズマイコン１１１は収差量の変化ごとの複数の光学情報又は複数の補正データを持つ必要がなくなる。そのため、記憶容量の消費を抑制可能である。これにより、交換レンズ１００はカメラ本体２００ごとに適切な処理を選択することができるため、適切な光量調節や焦点調節の制御が可能となる。
［その他の実施例］
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

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。

１０５ フォーカスレンズ
１０９ フォーカスレンズ制御部（駆動部）
１１１ レンズマイコン（制御部、記憶部）
１１２ フローティングレンズ
１１３ フローティングレンズ制御部（駆動部）
１１４ 収差調節リング（収差量操作部）

Claims (14)

1. 光学系に含まれるレンズ群を駆動する駆動部を制御する制御部と、
   前記レンズ群を駆動する際に使用され、収差量操作部に対する操作による前記レンズ群の駆動に基づく前記光学系の収差量の変化に応じた複数の光学情報、又は前記レンズ群を駆動する際に使用される第１光学情報を補正するための、前記収差量の変化に応じた複数の補正データを記憶する記憶部とを有することを特徴とする制御装置。
2. 前記複数の光学情報及び前記第１光学情報は、ピント補正テーブルであることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記複数の補正データは、前記第１光学情報に対するオフセット値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学機器。
4. 前記収差量は、ピント位置の変化を伴わずに調節可能であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の制御装置。
5. 前記レンズ群は、第１のレンズ群及び第２のレンズ群を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の制御装置。
6. 前記収差量は、前記第１のレンズ群及び前記第２のレンズ群の位置によって調節されることを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
7. 前記複数の光学情報又は前記複数の補正データを撮像装置に送信可能な通信部を更に有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の制御装置。
8. 前記制御部は、前記撮像装置に関する情報に応じて前記撮像装置に送信する情報を変更することを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
9. 前記撮像装置に関する情報は、前記撮像装置のバージョンであることを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
10. 前記撮像装置に関する情報は、前記撮像装置のＩＤであることを特徴とする請求項８又は９に記載の制御装置。
11. 前記撮像装置が第１状態である場合、前記通信部は前記撮像装置に前記第１光学情報を送信することを特徴とする請求項８乃至１０の何れか一項に記載の制御装置。
12. 請求項１乃至１１の何れか一項に記載の制御装置と、
    操作されることで、光学系に含まれるレンズ群が駆動して前記光学系の収差量が変更される収差量操作部とを有することを特徴とする光学機器。
13. 光学系に含まれるレンズ群を駆動する駆動部を制御する制御部と、前記レンズ群を駆動する際に使用され、収差量操作部に対する操作による前記レンズ群の駆動に基づく前記光学系の収差量の変化に応じた複数の光学情報、又は前記レンズ群を駆動する際に使用される第１光学情報を補正するための、前記収差量の変化に応じた複数の補正データを記憶する記憶部とを有する制御装置の制御方法であって、
    前記収差量操作部が操作されることで前記収差量が変化するステップと、
    前記収差量の変化に応じて、前記複数の光学情報のうち１つの光学情報、又は前記複数の補正データのうち１つの補正データを撮像装置に送信するステップとを有することを特徴とする制御方法。
14. 請求項１３に記載の制御方法を制御装置のコンピュータに実行させるプログラム。
    

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