JP2022170788A - 撮像装置およびレンズ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズ交換式撮像システムにおいて、ユーザが求めるピント精度やピント範囲でのパンフォーカス撮像を容易に行えるようにする。【解決手段】撮像装置200は、レンズ装置100が着脱可能に装着される。該撮像装置は、撮像素子201と、レンズ装置の過焦点距離を取得する取得手段206と、過焦点距離の取得に用いられる許容錯乱円径のユーザによる変更を可能とする設定手段204,205とを有することを特徴とする。【選択図】図1
Description
本発明は、レンズ交換型の撮像装置およびレンズ装置に関する。
撮像手法の1つとして、被写界深度を深くして近距離から無限遠までにピントを合わせて撮像を行うパンフォーカス撮像がある。ユーザは、レンズの公称焦点距離、撮像素子の画素数および設定した絞り値から過焦点距離を計算し、その過焦点距離に対応するレンズ位置に手動操作でフォーカスレンズを移動させることでパンフォーカス設定を行うことが可能である。ただし、このようなパンフォーカス設定は、ユーザに専門的な知識や技量が必要となる。
特許文献1には、オートフォーカス(AF)によって被写体にピントを合わせることができなかったAF失敗時の対策として、パンフォーカス撮像を自動で行うレンズ一体型撮像装置が開示されている。また、特許文献2には、AFを行う通常撮像モードとパンフォーカス撮像を行う速写モードとを選択可能なレンズ一体型撮像装置が開示されている。
特許文献1、2に開示されたレンズ一体型撮像装置は、パンフォーカス撮像を行う際にパンフォーカス設定を自動で行うことができる。しかしながら、特許文献1、2には、撮像装置に対して様々な種類のレンズを装着可能なレンズ交換式撮像システムにおける自動パンフォーカス設定については開示されていない。
さらに、パンフォーカス撮像においてユーザが求めるピント精度やピントが合う距離範囲(ピント範囲)は、撮像画像の用途によって異なり、撮像装置やレンズの仕様や性能にのみ依存するものではない。しかしながら、特許文献1、2には、ユーザが求めるピント精度やピント範囲でのパンフォーカス撮像を可能とする方法が開示されていない。
本発明は、レンズ交換式撮像システムにおいて、ユーザが求めるピント精度やピント範囲でのパンフォーカス撮像を容易に行えるようにした撮像装置および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、レンズ装置が着脱可能に装着される。該撮像装置は、撮像素子と、レンズ装置の過焦点距離を取得する取得手段と、過焦点距離の取得に用いられる許容錯乱円径のユーザによる変更を可能とする設定手段とを有することを特徴とする。
また本発明の他の一側面としての制御方法は、レンズ装置が着脱可能に装着され、撮像素子を有する撮像装置に適用される。該制御方法は、レンズ装置の過焦点距離を取得するステップと、過焦点距離の取得に用いられる許容錯乱円径のユーザによる変更を受け付けるステップとを有することを特徴とする。なお、上記撮像装置に上記制御方法に従う処理を実行させるプログラムも、本発明の他の一側面を構成する。
本発明によれば、レンズ交換式撮像システムにおいて、ユーザが求めるピント精度やピント範囲でのパンフォーカス撮像を容易に行うことができる。
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は、本発明の実施例であるレンズ交換式撮像システムの構成を示している。撮像システムは、撮像装置としてのカメラ本体200と、該カメラ本体200に着脱可能および通信可能に装着されるレンズ装置としての交換レンズ100とにより構成されている。
交換レンズ100は、カメラ本体200に対して不図示のマウントを介して機械的および電気的に接続されている。交換レンズ100は、撮像光学系としての撮像レンズおよびレンズマイクロコンピュータ(以下、レンズマイコンという)111を有しており、マウントに設けられた不図示の電源端子を介してカメラ本体200から電力の供給を受けて動作する。
カメラ本体200は、位相差焦点検出画素等を含む撮像素子201、信号処理回路202、記録処理部203、表示部204、操作部205およびカメラマイクロコンピュータ(以下、カメラマイコンという)206とを有する。
撮像素子201は、撮像レンズにより形成された被写体像を光電変換(撮像)して電気信号としてのアナログ撮像信号を出力する。アナログ撮像信号は、不図示のA/D変換回路によってデジタル撮像信号に変換される。
信号処理回路202は、デジタル撮像信号に対して各種画像処理を行うことで映像信号(撮像画像)を生成する。また、信号処理回路202は、映像信号から被写体像のコントラスト状態、すなわち撮像レンズ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。
表示部204は、背面モニタや電子ビューファインダであり、信号処理回路202からの映像信号に対応するライブビュー映像を、ユーザに被写体や構図を確認させるために表示する。記録処理部203は、信号処理回路202からの映像信号を静止画データや動画データとして不図示の記録媒体に記憶する。
カメラ制御手段および取得手段としてのカメラマイコン206は、操作部205に含まれる撮像指示スイッチや各種設定スイッチ等の入力に応じてカメラ本体200を制御する。操作部205には、後述するパンフォーカス設定を指示するスイッチ(パンフォーカス設定スイッチ)も含まれる。パンフォーカス設定スイッチは、専用に設けられたスイッチでもよいし、機能割り当てが可能なスイッチにカスタム機能によりユーザがパンフォーカス設定スイッチとしての機能を割り当てたものであってもよい。
また、カメラマイコン206は、マウントに設けられた通信端子を介してレンズマイコン111と通信を行う。具体的には、カメラマイコン206は、レンズマイコン111に対して、輝度情報に応じた絞り制御コマンドや、撮像素子201の位相差検出画素の出力から生成されたフォーカス情報に応じたフォーカス制御コマンドを送信する。また、レンズマイコン111は、後述するパンフォーカス制御に用いられる情報をカメラマイコン206に送信する。
交換レンズ100が有する撮像レンズは、フィールドレンズ101、変倍(ズーム)レンズ102、絞りユニット103、防振レンズ104およびフォーカスレンズ105を含む。交換レンズ100は、不図示のズーム操作リング、フォーカス操作リング110および上述したレンズマイコン111を有する。
レンズマイコン111は、カメラ本体200(カメラマイコン206)から送信された送信要求に応じて、交換レンズ100の識別情報や光学情報等を含むレンズデータをカメラ本体200に送信する。また、レンズマイコン111は、カメラ本体200から送信された受信要求に応じて、カメラ本体200の各種情報を含むカメラデータをカメラ本体200から受信する。
レンズマイコン111は、カメラ本体200から受信した絞り制御コマンドに応じて、絞り制御部107に絞りユニット103を開閉駆動させる。絞りユニット103の絞り羽根の位置は、ホール素子等のセンサにより検出され、その絞り位置データがレンズマイコン111に出力される。レンズマイコン111から駆動指令を受けた絞り制御部107は、ステッピングモータやボイスコイルモータ等により構成される絞りアクチュエータを駆動することで絞り羽根を開閉駆動する。これにより、絞りユニット103による光量調節が行われる。
また、レンズマイコン111は、カメラ本体200から受信したフォーカス制御コマンドに応じて、フォーカス制御部109にフォーカスレンズ105を光軸方向に駆動させる。フォーカスレンズ105の位置は、フォトインタラプタ等のセンサを用いてフォーカスレンズ105の位置を検出し、そのフォーカス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、フォーカス位置データとフォーカス制御コマンドに含まれるフォーカス駆動量データに基づいてフォーカスレンズ105の目標位置を演算する。レンズマイコン111から目標位置を含む駆動指令を受けたフォーカス制御部109は、ステッピングモータ等のフォーカスアクチュエータを駆動してフォーカスレンズ105を移動させる。これにより、オートフォーカス(AF)が行われる。レンズマイコン111とフォーカス制御部109により、レンズ制御手段が構成される。
なお、レンズマイコン111は、フォーカス操作リング110の操作量に応じて、フォーカス制御部109にフォーカスレンズ105を移動させることもできる。これにより、マニャアルフォーカス(MF)が可能となる。
ズームレンズ102は、ユーザによりズーム操作リングが操作されることで不図示の駆動機構を介して光軸方向に駆動される。これにより、撮像レンズの焦点距離が変更される変倍が行われる。ズーム位置検出部106は、可変抵抗等のセンサを用いてズームレンズ102の位置(ズーム位置)を検出し、そのズーム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、ズーム位置データを用いて焦点距離に関する情報を生成する。
防振レンズ104は、撮像レンズの光軸に直交する方向に移動(シフト)することで、手振れ等に起因する像振れを低減(補正)する。レンズマイコン111から防振指令を受けた防振制御部108は、不図示の振動ジャイロ等の振れセンサにより検出された振れに応じて、ボイスコイルモータ等により構成される防振アクチュエータを駆動し、防振レンズ104をシフトさせる。これにより、光学防振が行われる。
次に、本実施例におけるパンフォーカス制御について説明する。カメラマイコン206は、ユーザによる操作部205(パンフォーカス設定スイッチ)の操作を検出することで、パンフォーカス制御を開始する。例えば、カメラマイコン206は、レンズマイコン111から受信した撮像レンズの焦点距離を用いて過焦点距離を算出し、該過焦点距離とともにパンフォーカス駆動コマンドをレンズマイコン111に送信する。
過焦点距離は、無限遠が被写界深度に含まれる最も近側の距離であり、以下の式(1)により求めることができる。
h=f2/(Fδ) (1)
h:過焦点距離[mm]
F:絞り値(F値)
f:撮像レンズの焦点距離[mm]
δ:許容錯乱円径[mm]
また、例えば、レンズマイコン111は、受信した過焦点距離に応じたレンズ位置として、撮像レンズがパンフォーカス状態となるフォーカスレンズ105の位置(以下、パンフォーカス位置という)を求める。そして、フォーカスレンズ105の現在の位置からパンフォーカス位置への駆動量を算出する。さらにレンズマイコン111は、フォーカス制御部109にフォーカスレンズ105を算出した駆動量だけ駆動させる。これにより、パンフォーカス状態の設定(パンフォーカス設定)が自動的に行われる。以下、パンフォーカス制御のための具体的な処理を実施例1において説明する。
h=f2/(Fδ) (1)
h:過焦点距離[mm]
F:絞り値(F値)
f:撮像レンズの焦点距離[mm]
δ:許容錯乱円径[mm]
また、例えば、レンズマイコン111は、受信した過焦点距離に応じたレンズ位置として、撮像レンズがパンフォーカス状態となるフォーカスレンズ105の位置(以下、パンフォーカス位置という)を求める。そして、フォーカスレンズ105の現在の位置からパンフォーカス位置への駆動量を算出する。さらにレンズマイコン111は、フォーカス制御部109にフォーカスレンズ105を算出した駆動量だけ駆動させる。これにより、パンフォーカス状態の設定(パンフォーカス設定)が自動的に行われる。以下、パンフォーカス制御のための具体的な処理を実施例1において説明する。
図2のフローチャートは、実施例1におけるパンフォーカス制御のためにカメラマイコン206とレンズマイコン111が実行する処理を示している。カメラマイコン206とレンズマイコン111はそれぞれ、コンピュータプログラムに従って本処理を実行する。Step101から始まる処理はカメラマイコン206が実行する処理を示し、Step201から始まる処理はレンズマイコン111が実行する処理を示している。2つのフローチャートの間にある矢印は、情報の通信方向を示している。
Step101にて処理を開始したカメラマイコン206は、Step102にてレンズマイコン111から現在の撮像レンズの焦点距離に関する情報を受信する。焦点距離に関する情報については後述する。なお、撮像レンズの焦点距離は、ユーザによるズーム操作リングの操作によって変化するため、短い周期でポーリングを行うことが望ましい。十分に短い周期でのポーリングができない場合は、Step102と後述するStep103の順番を入れ替えてもよい。
Step103では、カメラマイコン206は、ユーザによるパンフォーカス設定スイッチの操作を待ち、該操作を検出しない場合はStep102に戻り、該操作を検出するとStep104に進む。
Step104では、カメラマイコン206は、Step102でレンズマイコン111から受信した情報から得られた焦点距離と、パンフォーカス状態での撮像(パンフォーカス撮像)で設定する絞り値と許容錯乱円径を用いて、式(1)により過焦点距離を算出(取得)する。なお、予め互いに異なる焦点距離、絞り値および許容錯乱円径の組み合わせで算出された過焦点距離のデータをテーブルデータとして保存しておき、そこから対応する過焦点距離を読み出す(取得する)ようにしてもよい。
次にStep105では、カメラマイコン206は、取得した過焦点距離に関する情報をレンズマイコン111に送信する。過焦点距離に関する情報は、過焦点距離そのものを示す情報であってもよいし、過焦点距離を示す関数のパラメータ(変数)等、レンズマイコン111において過焦点距離に変換可能な情報であってもよい。
次にStep106では、カメラマイコン206は、レンズマイコン111に対して、パンフォーカス駆動コマンドを送信する。そしてカメラマイコン206は、Step107にて処理を終了する。
一方、Step201にて処理を開始したレンズマイコン111は、Step202にいてズーム位置検出部106から得られたズーム位置データから現在の撮像レンズの焦点距離を求め、該焦点距離に関する情報をカメラマイコン206に送信する。焦点距離に関する情報は、焦点距離そのものを示す情報であってもよいし、ズーム位置等、カメラマイコン206において焦点距離に変換可能な情報であってもよい。
次にStep203では、レンズマイコン111は、カメラマイコン206から過焦点距離に関する情報を受信する。さらにレンズマイコン111は、Step204において、カメラマイコン206からパンフォーカス駆動コマンドを受信する。
次にStep205では、レンズマイコン111は、Step203で受信した情報から得られた過焦点距離をパンフォーカス位置に換算し、フォーカスレンズ105の現在の位置からパンフォーカス位置までの差分(駆動量)を算出する。
次にStep206では、レンズマイコン111は、フォーカス制御部109に、Step205で算出した駆動量だけフォーカスレンズ105を駆動させ、パンフォーカス状態を得る。そしてレンズマイコン111は、Step207で処理を終了する。
本実施例によれば、ユーザが意図した状況(任意のタイミング)で、かつ容易にパンフォーカス撮像を行うことができる。
また、本実施例では、ユーザが許容錯乱円径δを変更することが可能である。許容錯乱円径δは、上述した式(1)により過焦点距離を計算するためのパラメータとして用いられる。しかし、実際の許容錯乱円径とは、撮像画像を鑑賞する鑑賞者がボケがない点として認識する最大のボケ径である。このボケ径を、実許容錯乱円径δ′とする。実許容錯乱円径δ′は、鑑賞者の鑑賞環境によって異なり、過焦点距離の計算パラメータである許容錯乱円径δとは一致しない場合がある。これに対して、ユーザが鑑賞環境を想定して許容錯乱円径δを任意に設定(変更)できるようにすることにより、ユーザが求める(意図に合った)ピント精度でのパンフォーカス撮像を行うことが可能となる。
例えば、鑑賞者が小画面(第1のサイズの画面)で撮像画像を鑑賞する想定では、ピント精度はそれほど高くなくても広い距離範囲(ピント範囲)に対してパンフォーカス撮像を行うことができる許容錯乱円径を設定すればよい。また、鑑賞者が大画面(第2のサイズの画面)で撮像画像を鑑賞する想定では、狭いピント範囲内の被写体にピントがしっかり合ったパンフォーカス撮像を行うことができる許容錯乱円径を設定すればよい。
許容錯乱円径δは、例えば、表示部204に表示されたメニュー画面において、それぞれ互いに異なる許容錯乱円径δに対応付けられた複数の撮像モードを選択可能とする選択メニューのいずれかをユーザが選択する操作を行うことで設定される。この場合、表示部204がタッチパネルを有することで設定手段として用いられてもよい。また、操作部205に設けられた設定手段としてのスイッチをユーザが操作することで、選択メニューが選択されるようにしてもよい。さらに、カメラ本体200との通信が可能な外部機器(スマートフォンやタブレット等)にメニュー画面を表示させ、外部機器上でユーザが選択した選択メニューがカメラ本体200内の設定手段としてのカメラマイコン206に通知されるようにしてもよい。
図3は、メニュー画面(パンフォーカス設定画面)の例を示している。パンフォーカス設定画面内には、「大画面鑑賞(ピント精度優先)」に適した第1の撮像モードと「小画面鑑賞(ピント範囲優先)」に適した第2の撮像モードの選択メニューが表示されている。ユーザは、いずれかの選択メニューをタッチ操作等で選択する。
「大画面鑑賞(ピント精度優先)」に対応する許容錯乱円径δの値Aと、「小画面鑑賞(ピント範囲優先)」に対応する許容錯乱円径δの値Bは、
A<B
となるようにそれぞれ設定されている。
A<B
となるようにそれぞれ設定されている。
カメラマイコン206は、こうしてユーザにより選択された選択メニューに対応する許容錯乱円径δの値を前述したStep104で取得して(受け付けて)、過焦点距離の算出に用いる。
本実施例によれば、レンズ交換式撮像システムにおいて、ユーザが求めるピント精度やピント範囲でのパンフォーカス撮像を容易に行うことができる。
次に実施例2について説明する。図4に示すパンフォーカス設定画面には、互いに異なる許容錯乱円径δに対応付けられた撮像解像度を示す選択メニューが表示されている。図4には、互いに異なる許容錯乱円径δに対応付けられた複数の動画撮像モードの選択メニューが表示されている。具体的には、「4K/FHD(ピント精度優先)」撮像を行う第1の撮像モードと、「HD/VGA(ピント範囲優先)」撮像を行う第2の撮像モードの選択メニューが表示されている。ユーザは、いずれかの選択メニューをタッチ操作等で選択する。
動画撮像においては、動画の鑑賞環境に合わせて撮像解像度が選択されることがある。例えば、大画面で動画を鑑賞する場合には、4K(水平3840×垂直2160画素)やFHD(水平1920×垂直1080画素)といった高解像度(第1の解像度)での撮像が行われる。一方、スマートフォン等の小画面で動画を鑑賞する場合には、HD(水平1280×垂直720画素)やVGA(水平854×垂直480画素)といった低解像度(第2の解像度)での撮像が行われる。鑑賞者が小画面で撮像画像を鑑賞する想定では、ピント精度はそれほど高くなくても広い距離範囲に対してパンフォーカス撮像を行うことができる許容錯乱円径を設定すればよい。また、鑑賞者が大画面で撮像画像を鑑賞する想定では、狭い距離範囲内の被写体にピントがしっかり合ったパンフォーカス撮像を行うことができる許容錯乱円径を設定すればよい。
「4K/FHD(ピント精度優先)」に対応する許容錯乱円径δの値Cと、「HD/VGA(ピント範囲優先)」に対応する許容錯乱円径δの値Dは、
C<D
となるようにそれぞれ設定されている。
C<D
となるようにそれぞれ設定されている。
カメラマイコン206は、こうしてユーザにより選択された選択メニューに対応する許容錯乱円径δの値を前述したStep104での過焦点距離の算出に用いる。
本実施例でも、レンズ交換式撮像システムにおいて、ユーザが求めるピント精度やピント範囲でのパンフォーカス撮像を容易に行うことができる。
次に実施例3について説明する。図5に示すパンフォーカス設定画面は、ユーザが直接、許容錯乱円径δの値を入力可能な画面となっている。このような許容錯乱円径δの値の直接入力は、許容錯乱円径、過焦点距離およびパンフォーカス状態となる距離範囲との関係について知識を有するユーザにとっては有効である。
なお、図5に示すような数値入力に代えて、それぞれ異なる許容錯乱円径δの値が表示された複数の選択メニューのいずれかをユーザに選択させるようしてもよい。
カメラマイコン206は、こうしてユーザにより入力された許容錯乱円径δの値を前述したStep104での過焦点距離の算出に用いる。
本実施例でも、レンズ交換式撮像システムにおいて、ユーザが求めるピント精度やピント範囲でのパンフォーカス撮像を容易に行うことができる。
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の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ー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。
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の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ー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。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
100 交換レンズ
200 カメラ本体
204 表示部
205 操作部
206 カメラマイコン
200 カメラ本体
204 表示部
205 操作部
206 カメラマイコン
Claims (11)
- レンズ装置が着脱可能に装着される撮像装置であって、
撮像素子と、
前記レンズ装置の過焦点距離を取得する取得手段と、
前記過焦点距離の取得に用いられる許容錯乱円径のユーザによる変更を可能とする設定手段とを有することを特徴とする撮像装置。 - 前記設定手段は、互いに異なる許容錯乱円径に対応付けられた複数の撮像モードのいずれかをユーザに選択させ、
前記取得手段は、選択された撮像モードに対応する前記許容錯乱円径を用いて前記過焦点距離を取得することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記複数の撮像モードとして、第1の撮像モードと、該第1の撮像モードよりもピントが合う距離範囲が広い第2の撮像モードとを有し、
前記第2の撮像モードに対応する前記許容錯乱円径は、前記第1の撮像モードに対応する前記許容錯乱円径よりも大きいことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記第1の撮像モードは、第1のサイズの画面で撮像画像を鑑賞するための撮像モードであり、
前記第2の撮像モードは、前記第1のサイズより小さい第2のサイズの画面で撮像画像を鑑賞するための撮像モードであることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 前記第1の撮像モードは、第1の解像度で撮像を行うための撮像モードであり、
前記第2の撮像モードは、前記第1の解像度より低い第2の解像度で撮像を行うための撮像モードであることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 設定手段は、前記複数の撮像モードをユーザにより選択可能に表示することを特徴とるす請求項2から5のいずれか一項に記載の撮像装置。
- 前記設定手段は、前記許容錯乱円径をユーザに入力させることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記撮像装置は、前記レンズ装置との通信が可能であり、
前記取得手段は、
前記レンズ装置から前記焦点距離に関する情報を受信し、
前記レンズ装置に、該レンズ装置のフォーカスレンズを前記過焦点距離に応じた位置に駆動させるための情報を送信することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 請求項8に記載の撮像装置に着脱可能および通信可能に装着されるレンズ装置であって、
前記フォーカスレンズと、
前記フォーカスレンズを前記過焦点距離に応じた位置に駆動するレンズ制御手段とを有することを特徴とするレンズ装置。 - レンズ装置が着脱可能に装着され、撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
前記レンズ装置の過焦点距離を取得するステップと、
前記過焦点距離の取得に用いられる許容錯乱円径のユーザによる変更を受け付けるステップとを有することを特徴とする制御方法。 - レンズ装置が着脱可能に装着され、撮像素子を有する撮像装置のコンピュータに、請求項10に記載の制御方法に従う処理を実行させることを特徴とするプログラム。
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2021
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2022
- 2022-04-27 US US17/730,422 patent/US20220353428A1/en not_active Abandoned
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US20220353428A1 (en) | 2022-11-03 |
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