JP2023042434A - 交換レンズ、及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ステレオ画像をモノラル表示する際に表示する基準画像の露出を適正にする交換レンズを提供すること。【解決手段】交換レンズは、1つの撮像素子を備える撮像装置に着脱可能に装着される交換レンズであって、第1のレンズユニット、及び第2のレンズユニットを含む複数のレンズユニットと、複数のレンズユニットによって得られる画像をモノラル表示する際に用いられる第1のレンズユニットによって得られる撮像領域で測光させるための情報を撮像装置に送信する通信部とを有する。【選択図】図4
Description
本発明は、複数のレンズユニットを備える交換レンズに関する。
従来、ステレオ立体映像の撮影方法として、単眼のカメラ本体に、視点の異なる複数の画像が得られる複眼レンズユニットを装着して撮影する方法が知られている。カメラ本体は、撮影画像の中心付近を測光領域として自動露出調整(AE)を行うが、複眼レンズユニットが装着された場合、左右それぞれの画像中心が単眼レンズ装着時の画像の中心と異なるため、自動露出調整を正確に行うことができない。特許文献1では、複眼レンズユニット装着時の測光領域を、単眼レンズ装着時の測光領域とは異ならせる構成が開示されている。また、特許文献1の構成では、左右それぞれの画像中心付近において測光を行うと、その後の処理等が複雑になるため、左右のいずれか一方の画像中心付近において測光を行う。
しかしながら、特許文献1の構成では、左右のどちらの画像領域を測光領域にするかが予め考慮されていないため、以下の問題が生じる。複眼レンズユニットが装着されたカメラ本体が、画角180度の立体視VR動画規格であるVR180に対応している場合、ステレオ画像をモノラル表示する際に、基準画像である左眼画像を表示する仕様になっている。仮に右眼画像の露出と左眼画像の露出との間に、何らかの理由で差分が生じた場合に、右眼画像を測光領域に設定すると、基準画像の自動露出調整の精度が低下する可能性がある。
本発明は、ステレオ画像をモノラル表示する際に表示する基準画像の露出を適正にする交換レンズを提供することを目的とする。
本発明の一側面としての交換レンズは、1つの撮像素子を備える撮像装置に着脱可能に装着される交換レンズであって、第1のレンズユニット、及び第2のレンズユニットを含む複数のレンズユニットと、複数のレンズユニットによって得られる画像をモノラル表示する際に用いられる第1のレンズユニットによって得られる撮像領域で測光させるための情報を撮像装置に送信する通信部とを有することを特徴とする。
本発明によれば、ステレオ画像をモノラル表示する際に表示する基準画像の露出を適正にする交換レンズを提供することができる。
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カメラシステムの構成図である。カメラシステムは、交換レンズ100とカメラ(撮像装置)10とを有する。交換レンズ100は、複眼レンズユニットであり、カメラ10に着脱可能に装着される。
カメラ10と交換レンズ100はそれぞれ、カメラ10から交換レンズ100に電源を供給したり相互に通信したりするための電気的接点を含むカメラマウント24とレンズマウント103を備える。
交換レンズ100は、光軸方向において重ならないように配置された、右眼レンズユニット(第2のレンズユニット)と左眼レンズユニット(第2のレンズユニット)とを含む複数のレンズユニットを備える。また、交換レンズ100は、絞りユニット102R,102L、及び絞りユニット102R,102Lを動作させるアクチュエータを駆動する絞り駆動部105を備える。また、交換レンズ100は、反射により光軸の向きを90度変えるプリズム106R,107R,106L,107Lを備える。更に、交換レンズ100は、カメラ10内のカメラ制御部(設定部)17から通信によって受け取った制御信号に応じて絞りを制御するマイクロコンピュータを含むレンズ制御部(通信部)104を備える。なお、本実施形態では、複数のレンズユニットが2つのレンズユニットを備える場合について説明するが、レンズユニットの数はこれに限定されない。
カメラ10は、右眼レンズユニット101Rと左眼レンズユニット101Lにより形成された被写体像を光電変換して電気信号を出力する撮像素子11を備える。また、カメラ10は、撮像素子11から出力されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換するA/D変換部12と、デジタル信号に対する各種画像処理を行って画像を生成する画像処理部13とを備える。画像処理部13にて生成された画像は、表示部14に表示されると共に、記録媒体18に記録される。更に、カメラ10は、電源のオン/オフを行うための電源スイッチ、画像の記録を開始させる撮影スイッチ、及び各種メニューの設定を行うための選択/設定スイッチ等を含む操作部15を備える。カメラ制御部17は、マイクロコンピュータを含み、操作部15からの信号に応じて画像処理部13の制御や交換レンズ100との通信制御を行う。
図2は、カメラ制御部17とレンズ制御部104の構成を示す図である。また、図2には、カメラマウント24及びレンズマウント103に含まれる電気的接続を行うための端子が示されている。
LCLK端子は、カメラ10から交換レンズ100に出力される通信クロック信号用の端子である。DCL端子は、カメラ10から交換レンズ100に出力される通信データ用の端子である。DLC端子は、交換レンズ100からカメラ10に出力される通信データ用の端子である。
MIF端子は、カメラ10に交換レンズ100が装着されたことを検出するための端子である。カメラ制御部17内のマイクロコンピュータ(以下、カメラマイコンという)20は、MIF端子の電圧に基づいて、交換レンズ100がカメラ10に装着されたことを検出する。
TYPE端子は、カメラ10に装着された交換レンズ100の種類を検出するための端子である。カメラマイコン20は、TYPE端子の電圧に基づいて、カメラ10に装着された交換レンズ100の種類を検出する。
VBAT端子は、カメラ10から交換レンズ100に、通信制御を除く各種動作に用いられる駆動用電源を供給するための端子である。VDD端子は、カメラ10から交換レンズ100に、通信制御に用いられる通信制御用電源を供給するための端子である。DGND端子は、カメラ10と交換レンズ100の通信制御系をグランドに接続するための端子である。PGND端子は、カメラ10と交換レンズ100に設けられたモータ等を含むメカニカル駆動系をグランドに接続するための端子である。
カメラ10には、カメラ10との通信電圧が互いに異なる複数種類の交換レンズ100が選択的に装着される。以下の説明では、カメラ10がTYPE端子の電圧に基づいて識別する交換レンズ100の種類に、第1の交換レンズと、第1の交換レンズとは通信電圧が異なる第2の交換レンズとがある場合について説明する。
カメラ制御部17内のカメラ電源部21は、カメラ10に搭載された不図示のバッテリから供給されたバッテリ電圧を各回路の動作に必要な電圧に変換する。この際、カメラ電源部21は、第1の電圧V1、第2の電圧V2、第3の電圧V3、及び電源電圧VMを生成する。
第1の電圧V1は、第1及び第2の交換レンズの通信制御用電源としての電源電圧であると共に、第1の交換レンズの通信電圧である。第2の電圧V2は、第2の交換レンズの通信電圧である。第3の電圧V3は、カメラマイコン20の動作用電源としての電源電圧である。電源電圧VMは、第1及び第2の交換レンズの駆動用電源としての電源電圧である。
電源スイッチ22がオンされると、カメラマイコン20は、交換レンズ100に対する通信制御用電源と駆動用電源の供給を開始する。電源スイッチ22がオフされると、カメラマイコン20は、交換レンズ100に対する通信制御用電源と駆動用電源の供給を停止する。
カメラマイコン20は、電圧変換部23を介して交換レンズ100との通信を行う。カメラマイコン20は、通信クロック信号を出力するLCLK_OUT端子と、交換レンズ100への通信データを出力するDCL_OUT端子と、交換レンズ100からの通信データの入力を受けるDLC_IN端子とを備える。
また、カメラマイコン20は、交換レンズ100の装着を検出するためのMIF_IN端子と、交換レンズ100の種類を識別するためのTYPE_IN端子と、電圧変換部23への通信電圧切り替え信号を出力するCNT_V_OUT端子とを備える。
更に、カメラマイコン20は、電源スイッチ22の通電信号を出力するCNT_VDD_OUT端子と、画像処理部13との接続端子と、操作部15との接続端子とを備える。
レンズ制御部104は、マイクロコンピュータ(以下、レンズマイコンという)111、レンズ種類被判定部113、及びレンズ電源部114を備える。
レンズマイコン111は、電圧変換部23を介してカメラマイコン20との通信を行う。レンズマイコン111は、通信クロック信号の入力を受けるLCLK_IN端子と、カメラ10への通信データを出力するDLC_OUT端子と、カメラ10からの通信データの入力を受けるDCL_IN端子と、絞り駆動部105との接続端子とを備える。
交換レンズ100のカメラ10への装着検出について説明する。カメラマイコン20のMIF_IN端子は、抵抗R(100KΩ)によって電源にプルアップされているので、交換レンズ(第1及び第2の交換レンズ)100が装着されていない場合、その電圧値はH(High)となる。MIF_IN端子は、交換レンズ(第1及び第2の交換レンズ)100が装着された場合、交換レンズ100においてGNDに接続されるため、交換レンズ100の種類にかかわらずその電圧値はL(Low)となる。
図3は交換レンズ100の各光軸の位置、マウント、及び撮像素子11上のイメージサークル(撮像領域)の位置関係を示す図である。
撮像素子11上には、右眼レンズユニット101Rによって結像する有効画角の右眼イメージサークルICRと、左眼レンズユニット101Lによって結像する有効画角の左眼イメージサークルICLとが並列に像を結ぶ。イメージサークル同士がなるべく重ならないように、イメージサークルの直径ΦD2からイメージサークル同士の離間距離を設定するとよい。例えば、撮像素子11の受光範囲を中央で左右に半分に分けた領域を考え、受光範囲の右領域の中央に右眼イメージサークルICRの中心が来るように設定し、受光範囲の左領域の中央に左眼イメージサークルICLの中心が来るように設定することが望ましい。
また、本実施形態の光学系は全周魚眼レンズになっており、撮像面に結像される像は180度を超える画角の範囲を写した円像になり、図3に示されるように左右にそれぞれ2つの円像が結像される。
ここで、プリズム106R,106Lで反射する前の光軸を第1光軸、プリズム106R,106Lで反射した後の光軸を第2光軸、プリズム107R,107Lで反射した後の光軸を第3光軸とする。また、右眼レンズユニット101Rの第1光軸OA1Rと左眼レンズユニット101Lの第1光軸OA1Lとの距離を基線長L1と称する。基線長L1が長いほど、鑑賞時の立体感が増す。
例えば、撮像素子11のセンサーサイズを縦24mm×横36mm、イメージサークルの直径をΦ17mm、第3光軸間の距離L2を18mm、第2光軸の長さを21mmとする。第2光軸が水平方向(撮像面に平行な方向)へ延びるように光学素子を配置すると、基線長L1は60mmとなり、成人の眼幅とほぼ等しくなる。また、レンズマウント103の直径ΦDは、基線長L1よりも短くてもよい。また、第3光軸間の距離L2をレンズマウント103の直径ΦDよりも短くすることで、第3光軸上に配置された光学素子をレンズマウント103の内側に配置することができる。すなわち、L1>ΦD>L2の関係が成立している。
VRとして視聴するとき、立体感を得られる画角は120度程度と言われているが、視野が120度では違和感が残るため、180度まで画角を広げることが多い。本実施形態では有効画角が180度を超えるため、本実施形態のイメージサークルの直径ΦD2は画角が180度である場合のイメージサークルの直径ΦD3よりも長い。すなわち、ΦD2>ΦD3の関係が成立している。
図4は、起動時に実行される測光領域を設定するまでのフローを示す図である。交換レンズ100が装着されたカメラ10は、画角180度の立体視VR動画規格であるVR180に対応している場合、ステレオ画像をモノラル表示する際に、基準画像である左眼画像を表示する仕様になっている。仮に右眼画像の露出と左眼画像の露出との間に、何らかの理由で差分が生じた場合に、右眼画像に測光領域を設けてしまうと、左眼側の自動露出調整(AE)の精度が低下する可能性がある。そのため、レンズ制御部104は、カメラ10で撮影したステレオ画像をモノラル表示する際に用いられる(表示される)基準画像の自動露出調整を正常に行うために、図3に示される左眼イメージサークルICLで測光させるための情報をカメラ10に送信する。ここで、ステレオ画像とは、複数のレンズユニットによって得られる画像である。
図4(a)は、レンズ制御部104のフローを表す。ステップS401では、レンズ制御部104は、交換レンズ100がVR180に対応しているか否かを示す情報(ID)をカメラ制御部17に送信する。本実施形態では、IDが1である場合、交換レンズ100がVR180に対応していることを示し、IDが0である場合、交換レンズ100がVR180に対応していないことを示している。
図4(b)は、カメラ制御部17のフローを表す。ステップS402では、カメラ制御部17は、レンズ制御部104から交換レンズ100がVR180に対応しているか否かを示す情報(ID)を受信する。ステップS403では、カメラ制御部17は、交換レンズ100がVR180に対応している(IDが1である)か否かを判定する。交換レンズ100がVR180に対応している(IDが1である)と判定された場合、ステップS405に進み、そうでない(IDが0である)と判定された場合、ステップS404に進む。ステップS404では、カメラ制御部17は、単眼レンズによって得られるイメージサークルを測光領域に設定する。ステップS405では、カメラ制御部17は、左眼イメージサークルICLを測光領域に設定する。
以上の構成により、撮像装置で撮影したステレオ画像をモノラル表示する際に表示される基準画像の露出を適正にすることができる。
複眼レンズユニットでは、カメラ個体差による撮像面倒れのばらつきや、信頼性変化(温度、湿度、衝撃等)により、左右眼のピントずれが発生する場合がある。例えば、図5(a)に示されるように、撮像素子11の撮像面が倒れていない状態が理想であるが、カメラ10の個体差によって、図5(b)に示されるように、撮像面が倒れている状態になる場合がある。図5(b)の状態では、ピントを合わせようとしても、左右の光学系が同じように動くため、左右のピントを同時に合わせることができない。
本実施形態では、右眼レンズユニット101Rは、ユーザーがネジと連結している偏心コロを回転させることで右眼のピント位置を左眼のピント位置と合わせる(焦点距離の差分を補正する)片目ピント補正機構(補正機構)を備える。これにより、左眼レンズユニット101Lを移動させずに、右眼レンズユニット101Rだけを被写体側又は撮影者側に移動させることができる。
しかしながら、右眼のピント位置を移動する際に、光軸が傾くことにより光量が変化する場合がある。仮に右眼側の光量が変化した場合に、右眼イメージサークルICRが測光領域に設定されると、左眼側の自動露出調整の精度が低下する可能性がある。そこで、本実施形態では、片目ピント補正機構を備えていないレンズユニットによって得られるイメージサークルを測光領域に設定する。
図6は、起動時に実行される片目ピント補正機構が設けられている場合の測光領域を設定するまでのフローを示す図である。
図6(a)は、レンズ制御部104のフローを表す。ステップS601では、レンズ制御部104は、片目ピント補正機構が右眼レンズユニット101Rに設けられているか左眼レンズユニット101Lに設けられているかを示す情報(ONE_EYE_COR ID)をカメラ制御部17に送信する。本実施形態では、ONE_EYE_COR IDが1である場合、片目ピント補正機構が右眼レンズユニット101Rに設けられていることを示している。また、ONE_EYE_COR IDが0である場合、片目ピント補正機構が左眼レンズユニット101Lに設けられていることを示している。
図6(b)は、カメラ制御部17のフローを表す。ステップS602では、カメラ制御部17は、レンズ制御部104から片目ピント補正機構が右眼レンズユニット101Rに設けられているか左眼レンズユニット101Lに設けられているかを示す情報(ONE_EYE_COR ID)を受信する。ステップS603では、カメラ制御部17は、片目ピント補正機構が右眼レンズユニット101Rに設けられている(ONE_EYE_COR IDが1である)か否かを判定する。片目ピント補正機構が右眼レンズユニット101Rに設けられている(ONE_EYE_COR IDが1である)と判定された場合、ステップS605に進み、そうでない(ONE_EYE_COR IDが0である)と判定された場合、ステップS604に進む。ステップS604では、カメラ制御部17は、右眼イメージサークルICLを測光領域に設定する。ステップS605では、カメラ制御部17は、左眼イメージサークルICLを測光領域に設定する。
以上の構成により、片目ピント補正機構により光量が変化した場合でも、撮像装置で撮影したステレオ画像をモノラル表示する際に表示される基準画像の露出を適正にすることができる。
図7は、交換レンズ100のF値と輝度との関係を示す図である。701は、左眼レンズユニット101LのF値と輝度との関係を表している。702は、右眼イメージサークルICRと左眼イメージサークルICLのいずれかの輝度を補正する片目絞り補正前の右眼レンズユニット101RのF値と輝度との関係を表している。703は、片目絞り補正後の右眼レンズユニット101RのF値と輝度との関係を表している。
交換レンズ100では、絞りユニットの個体バラツキにより、左右眼の口径精度のバラツキが発生する場合がある。口径精度のバラツキが発生すると、図7の701,702に示されるように、左右眼のイメージサークルで輝度差が発生するため、左眼基準で左右眼のイメージサークルの輝度差がなくなるように片目絞り補正を行う必要がある。しかしながら、CIPA基準を守るために、開放状態の口径精度はF値を優先して調整されるため、図7の703に示されるように、右眼側で開放状態から一段絞った状態、又は一段絞った状態から開放状態の光量変化がいびつになる可能性がある。片目絞り補正を行う場合に、右眼イメージサークルICRが測光領域に設定されると、左眼側の自動露出調整の精度が低下する可能性がある。そこで、本実施形態では、片目絞り補正は、撮像装置で撮影したステレオ画像をモノラル表示する際に用いられないレンズユニットにおいて実行される。
図8は、片目絞り補正が実行される場合の測光領域を設定するまでのフローを示す図である。
図8(a)は、レンズ制御部104のフローを表す。ステップS801では、レンズ制御部104は、右眼イメージサークルICRと左眼イメージサークルICLのどちらの輝度が補正されるかを示す情報(ONE_EYE_APE ID)をカメラ制御部17に送信する。本実施形態では、ONE_EYE_APE IDが1である場合、右眼イメージサークルICRの輝度が補正されることを示している。また、ONE_EYE_APE IDが0である場合、左眼イメージサークルICLの輝度が補正されることを示している。
図8(b)は、カメラ制御部17のフローを表す。ステップS602では、カメラ制御部17は、レンズ制御部104から右眼イメージサークルICRと左眼イメージサークルICLのどちらの輝度が補正されるかを示す情報(ONE_EYE_APE ID)を受信する。ステップS803では、カメラ制御部17は、右眼イメージサークルICRの輝度が補正されるか(ONE_EYE_APE IDが1である)か否かを判定する。右眼イメージサークルICRの輝度が補正されている(ONE_EYE_APE IDが1である)と判定された場合、ステップS805に進み、そうでない(ONE_EYE_APE IDが0である)と判定された場合、ステップS804に進む。ステップS804では、カメラ制御部17は、右眼イメージサークルICLを測光領域に設定する。ステップS805では、カメラ制御部17は、左眼イメージサークルICLを測光領域に設定する。
以上の構成により、片目絞り補正が実行される場合でも、撮像装置で撮影したステレオ画像をモノラル表示する際に表示される基準画像の露出を適正にすることができる。
交換レンズ100は、正姿勢の絞りユニット102Lを左眼側に備えると共に、上下反転姿勢の絞りユニット102Rを右眼側に備える。絞りユニットでは、ピッチ方向の姿勢差に起因して口径精度に差が生じる。口径精度の低い絞りユニットが設けられているレンズユニットによって得られるイメージサークルに測光領域を設けてしまうと、自動露出調整の精度が低下する可能性がある。そこで、本実施形態では、レンズ制御部104は、交換レンズ100の姿勢に応じてカメラ制御部17にどのイメージサークルを測光領域に設定させるかを示す情報(PHO ID)をカメラ10に送信する。
図9は、姿勢ごとの測光領域を設定するまでのフローを示す図である。
図9(a)は、レンズ制御部104のフローを表す。ステップS901では、レンズ制御部104は、加速度センサ等により検出された交換レンズ100の姿勢を取得する。ステップS902では、レンズ制御部104は、交換レンズ100の姿勢が上下反転姿勢であるか否かを判定する。上下反転姿勢であると判定された場合、ステップS903に進み、そうでないと判定された場合、ステップS904に進む。ステップS903では、レンズ制御部104は、右眼イメージサークルICRを測光領域に設定させるための情報(PHO IDが1である情報)をカメラ制御部17に送信する。ステップS904では、レンズ制御部104は、左眼サークルICLを測光領域に設定させるための情報(PHO IDが0である情報)をカメラ制御部17に送信する。
図9(b)は、カメラ制御部17のフローを表す。ステップS905では、カメラ制御部17は、レンズ制御部104からどのイメージサークルを測光領域に設定させるかを示す情報(PHO ID)を受信する。ステップS906では、カメラ制御部17は、どのイメージサークルを測光領域に設定させるかを示す情報(PHO ID)が0であるか否かを判定する。どのイメージサークルを測光領域に設定させるかを示す情報(PHO ID)が0であると判定された場合、ステップS907に進み、そうでないと判定された場合、ステップS908に進む。ステップS907では、カメラ制御部17は、左眼サークルICLを測光領域に設定する。ステップS908では、カメラ制御部17は、右眼サークルICRを測光領域に設定する。
以上の構成により、交換レンズ100の姿勢に応じて、撮像装置で撮影したステレオ画像をモノラル表示する際に表示される基準画像の露出を適正にすることができる。
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。
10 カメラ(撮像装置)
11 撮像素子
100 交換レンズ
101R 右眼レンズユニット(第2のレンズユニット)
101L 左眼レンズユニット(第1のレンズユニット)
104 レンズ制御部(通信部)
11 撮像素子
100 交換レンズ
101R 右眼レンズユニット(第2のレンズユニット)
101L 左眼レンズユニット(第1のレンズユニット)
104 レンズ制御部(通信部)
Claims (5)
- 1つの撮像素子を備える撮像装置に着脱可能に装着される交換レンズであって、
第1のレンズユニット、及び第2のレンズユニットを含む複数のレンズユニットと、
前記複数のレンズユニットによって得られる画像をモノラル表示する際に用いられる前記第1のレンズユニットによって得られる撮像領域で測光させるための情報を前記撮像装置に送信する通信部とを有することを特徴とする交換レンズ。 - 前記複数のレンズユニットの少なくとも一つは、焦点距離の差分を補正する補正機構を備え、
前記第1のレンズユニットは、前記補正機構を備えていないことを特徴とする請求項1に記載の交換レンズ。 - 前記第2のレンズユニットによって得られる撮像領域の輝度は、前記第1のレンズユニットによって得られる撮像領域の輝度との差分が小さくなるように補正されることを特徴とする請求項1又は2に記載の交換レンズ。
- 1つの撮像素子を備える撮像装置に着脱可能に装着される交換レンズであって、
第1のレンズユニット、及び第2のレンズユニットを含む複数のレンズユニットと、
前記交換レンズの姿勢に基づいて前記複数のレンズユニットのうち1つのレンズユニットを選択すると共に、前記1つのレンズユニットによって得られる撮像領域を測光領域に設定させるための情報を前記撮像装置に送信する通信部とを有することを特徴とする交換レンズ。 - 第1のレンズユニット、及び第2のレンズユニットを含む複数のレンズユニットを備える交換レンズが着脱可能に装着される撮像装置であって、
1つの撮像素子と、
前記複数のレンズユニットによって得られる画像をモノラル表示する際に用いられる前記第1のレンズユニットによって得られる撮像領域で測光させるための情報を前記交換レンズから取得すると共に、前記情報を用いて測光領域を設定する設定部とを有することを特徴とする撮像装置。
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