JP4013283B2 - 自動合焦機能付きカメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動合焦機能付きカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動合焦機能付きカメラは、カメラが自動的に撮影像のピント合わせを行う機能を有するカメラをいい、撮影者に特別な熟練を要求することなく、ピントのボケた写真を防止可能とするカメラである。
従来の自動合焦機能付きカメラは、合焦用レンズ群を駆動するためのＡＦ駆動部、合焦状態を検出するＡＦセンサ及び撮影光学系の中に配置され、撮影光の一部をＡＦセンサに導入するＡＦ用ミラーなどを備えていた。ここでＡＦセンサは、例えばＣＣＤ素子であり、ＡＦ用ミラーからの光によって結ばれる像の横ズレを検出等することにより、いわゆるピントが合っているか否かを判断するものである。ＡＦ駆動部は、ＡＦセンサの出力信号に基づいて動作し、合焦用レンズを適切な位置に移動させ、これにより合焦が達成される。
【０００３】
上記合焦までのＡＦセンサ等による一連の動作は、シャッターボタンが半押しされているいわゆる撮影準備状態において実行される。合焦が達成された後にシャッターボタンが全押されると、次に撮影が行われる。すなわち、ＡＦミラーが撮影光学系の外部に退避するいわゆるミラーアップがなされ、撮影光が撮影面まで到達可能な状態となり、さらにシャッターを所定時間開かれることにより露光が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の自動合焦機能付きカメラでは、撮影開始時にＡＦミラーが撮影光学系の外部へ退避するために、露光中（撮影中）は、ＡＦセンサに撮影光が導入されず、撮影光学系の合焦状態を確認することができない。したがって、従来の自動合焦機能付きカメラでは、露光中にカメラが動き、撮影距離が変化したとしても、撮影光学系の状態を固定したまま、すなわちピントの再調節を行うことなく、撮影を続行していた。
【０００５】
ところで、手持ちにより撮影を行う場合には、カメラは種々の方向に動く。種々の方向とは、カメラの光軸に対するピッチング方向、ヨーイング方向のほか、光軸に対して回転するローリング方向、あるいは平行ブレの原因である縦方向、横方向、さらには光軸の方向をいう。ここで、撮影の多くの割合を占めるスナップ撮影では、撮影距離や焦点距離の関係で平行ブレや、ローリング方向のブレは、撮影像にあまり影響を与えない。平行ブレ等に起因して結像面に生じる被写体の移動量は、ピッチング方向又はヨーイング方向のブレに起因して生じるそれに比較すると小さいからであり、また、被写体深度、結像面での許容ボケ、又は人の目の分解能などと比較しても、それが撮影像に与える影響が小さいからである。したがって、従来、ピッチング方向とヨーイング方向の撮影像のブレを例えば特開平４−１８５１４又は特開平７−２９４９７５に開示されているブレ補正機構を用いて補正することは行われていたが、その他のカメラブレにより生じるピントのズレに対し、適当な対処はなされていなかった。
【０００６】
しかしながら、例えばポートレート撮影等のように、撮影範囲を広げ、絞りを開放付近に設定して被写体をアップで撮影する場合は、被写体とカメラと間の僅かの距離の変化も、撮影像に大きな影響を与える。つまり、この場合には、被写体深度が小さくなるので、カメラの僅かな移動によっても、結像位置が被写界深度を外れ、ピントが合わなくなる。このために、露光直前にピントが合っていても、レリーズタイムラグによる露光までの僅かな時間又は露光中の僅かな時間に、カメラが光軸方向に移動して撮影距離が変化し、ピントの外れた写真が撮影されてしまう場合がある。
【０００７】
また、接写を行う場合にも、カメラを三脚に固定せず、手持ちで撮影を行うときには、同様な事態が生じる。すなわち、接写では、撮影倍率が特に高いために、被写体深度が小さく、被写体と撮影距離との僅かな変化によってもピントが外れ、写真の出来映えに大きな影響が生じるのである。
このように、従来の自動合焦機能付きカメラでは、露光中に自動合焦機能が働かないことから、ポートレートを撮影する場合又は接写を行う場合にピントの外れた撮影を行う場合があり、自動合焦機能付きカメラの利点を十分に生かせないという問題があった。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、露光中の撮影距離の変化に起因して生じるピントのボケを防止可能な自動合焦機能付きカメラの提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、撮影光学系の合焦状態を検出する合焦状態検出部と、カメラの振れによる前記撮影光学系の光軸方向への変位を検出する変位検出部と、前記撮影光学系の少なくとも一部である合焦用レンズ群を前記光軸方向に駆動する合焦用レンズ群駆動部と、前記合焦用レンズ群駆動部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、露光前に前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動して前記撮影光学系の合焦調節を行う動作から、前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた前記合焦調節が終了した後に前記カメラの振れがあったとき前記変位検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動する動作に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、前記制御部は、前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた前記合焦調節が終了した後に前記カメラの振れがあったとき、前記変位検出部の検出結果に基づいて前記合焦用レンズ群が前記カメラの振れにより移動した分だけ、前記合焦用レンズ群駆動部を駆動することを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、前記制御部は、前記合焦状態検出部が合焦状態を検出できない状態にあること又は検出できない状態となることを検出し、前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動する動作から、前記変位検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動する動作に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、撮影準備動作を実行すべき旨の信号を出力する第１の信号発生部と、前記第１の信号発生部が信号を出力した後に撮影動作を実行すべき旨の信号を出力する第２の信号発生部とを有し、前記制御部は、前記第１の信号発生部が信号を出力したときに前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動を開始し、前記第２の信号発生部が信号を出力したときに前記変位検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項３までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、露光前に、前記撮影光学系を通過する光の一部を用いて被写体と前記合焦状態検出部とを結ぶ光路を形成する光路形成部を有し、前記制御部は、前記光路形成部が前記光路を形成しなくなったときに前記変位検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項３までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、前記制御部は、前記合焦状態検出部が有効な出力信号を出力しなくなったときに前記変位検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、撮影倍率を求める撮影倍率演算部を有し、前記制御部は、前記撮影倍率演算部が求めた撮影倍率が所定の値を越えている場合にのみ、前記変位検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動に切り換えることが可能であることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【００１３】
請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、前記合焦用レンズ群の光軸方向位置を検出する位置検出部を有し、前記制御部は、前記変位検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動するときは、前記位置検出部の出力信号を参照して前記合焦用レンズ群の位置決めを行うことを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
請求項９に係る発明は、請求項７に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、前記合焦用レンズ群の光軸方向位置を検出する位置検出部を有し、前記撮影倍率演算部は、前記位置検出部の出力に基づいて前記撮影倍率を求めることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【００１４】
請求項１０に係る発明は、請求項１から請求項９までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、前記撮影光学系の結像面を構成する２軸の回りに関する変位を検出するブレ検出部と、前記撮影光学系の光軸を変化させるブレ補正光学系を駆動することにより、前記結像面における面方向のブレを補正するブレ補正部とを有し、前記ブレ補正部は、前記制御部が前記変位検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動しているときに、前記ブレ検出部の出力信号に基づいて前記ブレ補正光学系を駆動することを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明に係る実施形態について、ＴＴＬ位相差検出方式による自動合焦機能及びいわゆるブレ補正機能を有する一眼レフカメラを例に説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るカメラの断面図である。図に示すように、本実施形態のカメラは、カメラ本体１とそれに装着されたレンズ鏡筒２とから構成されている。
レンズ鏡筒２は、３つのレンズ群からなる撮影光学系を有する。３つのレンズ群とは、図中左から順に、固定レンズ群Ｌ１、フォーカシングレンズ群Ｌ２及びブレ補正（以下「ＶＲ」という）レンズ群Ｌ３である。固定レンズ群Ｌ１は、撮影光学系の光軸Ａに平行な方向にも、また、光軸Ａに垂直な方向にも不動のレンズ群である。フォーカシングレンズ群Ｌ２は、光軸Ａに沿って前後することにより撮影光学系の合焦状態を調節するためのレンズ群である。ＶＲレンズ群Ｌ３は、光軸Ａに垂直な面内において移動可能なレンズ群であり、いわゆるブレ補正を行うためのものである。
【００１７】
カメラ本体２に内蔵されているＤＣモータ４は、フォーカシングレンズ群Ｌ２を駆動するための動力源である。ＤＣモータ４によって発生された回転力は、カップリング５を介してレンズ鏡筒２に伝達される。伝達された回転力は、レンズ鏡筒内のギヤで減速された後に、さらにヘリコイドを用いてフォーカシングレンズ群Ｌ２に伝達され、この結果、フォーカシングレンズ群Ｌ２が光軸方向に駆動される。
カメラ本体１に内蔵されているＡＦセンサ３は、撮影光学系の合焦状態を検出するためのＣＣＤ撮像素子である。ＡＦセンサ３には、クイックリターンミラー９のフィルム面側に設けられている反射ミラー１０によって被写体像の一部が導かれ、素子上に２つの像を形成する。ＡＦセンサ３は、上記２つの像の間隔とズレ（デフォーカス量）を検出する。
【００１８】
レンズ鏡筒２の上部には、ピッチセンサ６が配置されている。ピッチセンサ６は、カメラ及びレンズ鏡筒のブレ量、特に光軸Ａを基準としたピッチング方向のブレ量を検出するためのセンサである。
レンズ鏡筒２の側面部、すなわち、ピッチセンサ６が配置されている位置から、光軸に対して９０度回転させた位置には、ヨーセンサ４０（不図示）が配置されている。ヨーセンサ４０は、カメラ及びレンズ鏡筒のヨーイング方向のブレ量を検出するためのセンサである。
ブレ補正駆動部７は、カメラのピッチング方向及びヨーイング方向のブレにより、結像面の被写体像に生じるブレを補正すべく、ＶＲレンズ群Ｌ３をシフト又はティルト駆動する駆動部である。
【００１９】
変位センサ８は、加速度センサ、速度センサ又は位置センサ等、カメラ及びレンズの光軸方向の変位を検出するためのセンサである。変位センサ８が加速度センサである場合には、公知の積分回路により加速度センサの出力信号を２回積分することにより、また、速度センサである場合には、１回積分することによりカメラ等の変位が検出される。
【００２０】
図２は、本実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図である。
カメラ本体１は、その動作を制御するＣＰＵ２４を備えている。ＣＰＵ２４には、電源２２を接続することで電力を供給するメインスイッチＭｓｗのほか、２つのスイッチＳ１及びＳ２が接続されている。スイッチＳ１及びＳ２は、シャッターボタンを構成するスイッチであり、スイッチＳ１はいわゆる半押しスイッチ、スイッチＳ２はいわゆる全押しスイッチである。
【００２１】
また、ＣＰＵ２４には、前述のＡＦセンサ３及びＡＥセンサ２６が接続されている。ＡＥセンサは、自動露光用のセンサである。
さらに、ＣＰＵ２４には、自動合焦を行うためのＤＣモータ４、ＤＣモータを駆動するための駆動回路３０、及び、ＤＣモータ４の回転角を測定し、その測定値をフィードバック制御用にＣＰＵ２４に出力するエンコーダ２８が接続されている。
【００２２】
一方、レンズ鏡筒２は、通信部３４を介してカメラ本体１のＣＰＵ２４と通信を行いつつ、レンズ鏡筒２の動作を制御するＣＰＵ３８を備えている。
ＣＰＵ３８には、前述したピッチセンサ６、ヨーセンサ４０、変位センサ８及びブレ補正駆動部７のほか、絶対距離エンコーダ４２と焦点距離情報出力部３６とが接続されている。
【００２３】
焦点距離情報出力部３６は、撮影光学系が現在実現している焦点距離に関する情報を出力するためのものである。一方、絶対距離エンコーダ４２は、フォーカシングレンズ群Ｌ２の光軸方向位置を検出するセンサである。
ブレ補正駆動部７は、ＶＲレンズ群Ｌ３を駆動するＶＲアクチュエータ４６及びＶＲアクチュエータ４６の動作させる駆動回路４４とから構成される。さらに、ＶＲアクチュエータ４６は、駆動源であるＤＣモータ、ＤＣモータから発生する回転力を減速するギヤ、ギヤから伝達される回転運動を直進運動に変換し、これを用いてＶＲレンズ群Ｌ３をシフト駆動する送りねじ等から構成されている。なお、ここで説明したブレ補正駆動部７は、ブレ補正機構の単なる一例であり、例えば特開平４−１８５１４又は特開平７−２９４９７５等に開示されている他の公知のブレ補正機構を利用することも可能である。
【００２４】
次に本実施形態に係るカメラの動作について説明する。
図３及び図４は、本実施形態に係るカメラの動作を示す流れ図である。
メインスイッチが入り（Ｓ１０２）、撮影準備を開始する旨のスイッチＳｌが入ると（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、カメラ本体１のＡＦセンサ３、ＡＥセンサ２６、及びレンズ鏡筒２のピッチセンサ６、ヨーセンサ４０、変位センサ８に電源が投入される（Ｓ１０６）。
【００２５】
次に、ブレ補正のモード（以下「ＶＲモード」という）の種類が判断される（Ｓ１０８）。ＶＲモードには、スイッチＳ１の入力によりブレ補正が開始されるＳ１ＶＲモードと、スイッチＳ２の入力によりブレ補正が開始される、すなわち、露光中のみブレ補正が行われるＳ２ＶＲモードとがある。Ｓ１０８において、ＶＲモードがＳ１ＶＲであると判断された場合には、Ｓ１１０へ進み、直ちにＶＲ駆動が開始される（Ｓ１１２）。具体的には、レンズ鏡筒２のＣＰＵ３８が、ピッチセンサ６及びヨーセンサ４０の出力に基づきカメラのブレ量を求め、さらにそのブレ量より結像面における被写体像の移動量を求める。次にＣＰＵ３８は、求められた移動量に基づいて駆動回路４４に制御信号を出力し、上記被写体像の移動が打ち消されるようにＶＲレンズＬ３をシフト又はティルト駆動する。
【００２６】
次に、カメラ本体１のＣＰＵ２４は、ＡＦ駆動を開始する（Ｓ１１４）。具体的には、ＣＰＵ２４が、ＡＦセンサ３の出力に基づき駆動回路３０に適切な制御信号を出力し、ＤＣモータ４を駆動する。ＤＣモータ４の回転力は、カプリング５を介して前述のフォーカシングレンズ群Ｌ２の駆動機構に伝達され、フォーカシングレンズＬ２が適当な位置へ移動、位置決めされる。一方、ＤＣモータ３２の回転量は、エンコーダ２８により検出され、ＤＣモータ４の制御用情報としてＣＰＵ２４に対して出力される。
【００２７】
さらに、ＣＰＵ２４は、ＡＥセンサ２６の出力に基づいていわゆるＴｖ値、Ａｖ値を演算・決定し（Ｓ１１６）、カメラ本体１に設けられている表示部に表示する。上記Ｓ１１２からＳ１１６までの処理は、スイッチＳ１が入力されており、かつ、スイッチＳ２が入力されていない状態が維持されている間、継続して行われる（Ｓ１１８：Ｙｅｓ、Ｓ１２０：Ｎｏ）。
【００２８】
次に、スイッチＳ２が入力されると（Ｓ１２０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２４は、ＡＦ駆動を停止し（Ｓ１２２）、直ちにミラーアップ、すなわち図１に示すミラー１０をペンタプリズム側に移動させる（図４のＳ１２４）。次に、ＣＰＵ３８は、ＶＲ駆動を一旦停止し、ＶＲレンズ群Ｌ３を所定の位置にセンタリングする（Ｓ１２６）。センタリングの終了後、ＶＲ駆動は、直ちに再開される（Ｓ１２８）。
【００２９】
次に、ＣＰＵ３８は、焦点距離情報出力部３６から得られる焦点距離情報と、絶対距離エンコーダ４２から得られる撮影距離に関する情報とから式（１）に基づいて撮影倍率を演算する（Ｓ１３０）。
撮影倍率＝焦点距離／（撮影距離−焦点距離）…（１）
演算の結果は、所定値と比較される（Ｓ１３２）。その結果、撮影倍率が所定値より大きい場合には（Ｓ１３２：Ｙｅｓ）、変位センサ８の出力に基づいたＡＦ駆動が開始される（Ｓ１３４）。具体的には、ＣＰＵ３８が、変位センサ８の出力から、カメラの光軸方向の変位に起因する撮影像の結像位置の変化を求める。次にＣＰＵ３８は、上記結像位置を元の位置へ戻すために必要とされるフォーカシングレンズ群Ｌ２の駆動量を求め、その量だけフォーカシングレンズ群Ｌ２を駆動する。このときに、ＣＰＵ３８は、絶対距離エンコーダ４２からの出力信号をフィードバック制御用の信号として利用することで、フォーカシングレンズ群Ｌ２を所定の位置に正確に位置決めする。
【００３０】
一方、撮影倍率が所定値より小さい場合には、Ｓ１３４の処理は行われずに次の処理に進む。なお、Ｓ１３２にいう所定値とは、ＣＰＵ３８が管理するメモリに記憶されている値であって、撮影者が外部より任意に設定しうる値をいう。例えば、撮影者が撮影倍率が１／２０以上のときにＳ１３４にいうＡＦ駆動を行いたいと考えるときには、この値は、１／２０に設定される。
【００３１】
上記のように撮影倍率を基準にＳ１３４を実行するか否かを判断するのは、撮影倍率と被写体深度とが密接な関係を有するからである。すなわち、撮影距離が長い場合又は広角レンズを使用する場合のように撮影倍率が小さいときは、被写体深度が深く、カメラ及びレンズが多少光軸方向に移動しても、それにより焦点面が移動して起こる焦点ズレは、撮影者の目の分解能以下となる。これに対し、近距離の撮影をする場合又は特に近接撮影のように長焦点のレンズで撮影をする場合のように撮影倍率が大きいときは、カメラの光軸方向移動による焦点面の移動量が大きくなり、いわゆるピンボケ写真となりやすい。つまり、自動合焦機能により合焦を得た後に撮影を行う場合であっても、撮影倍率が大きいときは、露光中におけるカメラの光軸方向への僅かな変位により、容易に写真のピントがずれるのである。
【００３２】
図５は、上記の説明を補足するための図であり、焦点距離８５ｍｍ、解放Ｆ値１：１．４のレンズに関し、許容錯乱円形ｄ＝１／３０ｍｍとしたときの撮影倍率と被写界深度との関係を示す。図中、縦軸は被写界深度、横軸は撮影距離をそれぞれ示し、また、各曲線の左側に付されている数値は絞値を示し、さらに、破線はそれぞれ撮影倍率１／２０又は１／１０を示すものである。
図５に見られるように、撮影倍率ｍ＝１／２０、撮影距離Ｒ＝１．７８５ｍで、絞値をＦ＝２とすると、被写界深度は前後にそれぞれ３０ｍｍ程度となり、手持ち撮影を行った場合には、露光中に結像面を被写界深度内に維持することがやや困難であることが分かる。これに対し、撮影倍率ｍ＝１／１０に高め、撮影距離Ｒ＝０．９３５ｍ、絞値Ｆ＝４とすると、被写界深度は前後２０ｍｍと狭くなり、僅かな手ブレでピントズレが生じうることが分かる。
このことから、本実施形態では、前述のように撮影倍率を求め、撮影倍率が所定の値より大きい場合に限り、露光中のピントズレを防止するためＡＦ駆動を行い、撮影倍率が小さい場合は、省電力を図る等の理由からＡＦ駆動は行わないこととしている。
【００３３】
図４に示すように、Ｓ１３２又はＳ１３４の処理がなされた後には、Ｓ１１６において求められてたＴｖ値、Ａｖ値に基づいて所定量絞りが駆動され、所定時間露光が行われる（Ｓ１３６、Ｓ１３８）。露光終了後、ＶＲレンズ群Ｌ３の駆動は停止され（Ｓ１４０）、ＶＲレンズ群Ｌ３はセンタ位置にセンタリングされる（Ｓ１４２）。また、フォーカシングレンズ群Ｌ２のＡＦ駆動も停止される（Ｓ１４４）。ＡＦ駆動が停止されると、次に、ミラー１０をもとに位置に下げるいわゆるミラーダウンがなされる（Ｓ１４６）。ミラーダウンの後に、スイッチＳ１の状態が確認され（Ｓ１４８）、スイッチＳ１が入力状態でなければ（Ｓ１４６：Ｎｏ）、各センサへの電源供給が停止され、一連の処理が終了する。一方、スイッチＳｌが入力状態にあれば（Ｓ１４６：Ｙｅｓ）、処理は、Ｓ１０６に戻る。
【００３４】
Ｓ１０８において、ＶＲモードがＳ２ＶＲであることが判断された場合には、Ｓ１５２へ進み、Ｓ１ＶＲモードの処理（Ｓ１１０〜Ｓ１２０）からＳ１１０を除いた処理が実行される。すなわち、スイッチＳ１が入力されたときにはＶＲ駆動は行わずにフォーカシングレンズ群Ｌ２のＡＦ駆動のみが開始される（Ｓ１５４）。続いて、Ｔｖ値及びＡｖ値の決定が行われる（Ｓ１５６）。Ｓ１５４及びＳ１５６の処理は、スイッチＳ１が入力されており、かつ、スイッチＳ２が入力されていない状態が維持されている間、継続して行われる（Ｓ１５８：Ｙｅｓ、Ｓ１６０：Ｎｏ）。スイッチＳ２が入力されると（Ｓ１６０：Ｙｅｓ）、前述したＳ１２２以降の処理が実行される。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態では、自動合焦調節を撮影準備期間中（露光前）は従来通りＡＦセンサ３の出力を基準に行い、露光中は、変位センサ８の出力に基準を切り換えて行うこととしている。これにより、本実施形態は、カメラ自体の動きを加味した自動合焦調節を露光中に行い、露光開始直前に得られた合焦状態を維持することにより、ブレの少ない、よりシャープな写真を得ることを可能としている。
【００３６】
また、本実施形態では、撮影倍率を求め、撮影倍率が所定の値以上である場合に限り変位センサ８の出力を基準とした自動合焦調節を行うこととしている。つまり、本実施形態では、有意義な効果が得られる撮影条件のときにのみ露光中の自動合焦調節を行い、その他のときは電力を節約するため、極力電力消費を伴う動作を回避することとしている。これにより、本実施形態は、有限なカメラの電力源を効率よく利用することを可能としている。
【００３７】
なお、本実施形態では、自動合焦調節は、必ずＡＦセンサ３又は変位センサ８のいずれか一方の出力のみを基準にして行われ、双方を同時に加味して行うことはない。これは、双方からの出力を同時に考慮して自動合焦調節を行うこととすれば、ＡＦ制御が複雑となり、自動合焦調節中のＣＰＵ３８の処理速度が遅くなることから、このような事態を防止するためのである。
【００３８】
（その他の実施形態）
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００３９】
１） 上記の実施形態では、自動合焦（ＡＦ）モードがいわゆるシングルＡＦである場合について説明したが、本発明の技術的思想は、いわゆるコンティニュアスＡＦについても適用可能である。この場合には、露光中のフォーカシングレンズ群Ｌ２の駆動量を、変位センサ８の出力を基準に求められた駆動量と、被写体の動きから予測された駆動量とを加算したものとし、フォーカシングレンズ群Ｌ２を駆動する。
【００４０】
２） 本発明において、自動合焦調節の基準とする出力信号をＡＦセンサ３のものから変位センサ８のものに切り換えるタイミングは、ＡＦセンサ３から自動合焦調節を行うのに有効な出力信号を得られなくなるとき又は得られなくなったときであればよい。したがって、そのタイミングは、上記実施形態のようにスイッチＳ２が入力されたとき以外に、ミラー９、１０のミラーアップがなされたこと、又は、ミラーアップの結果、ＡＦセンサ３に撮影光が届かなくなり、ＡＦセンサ３から有効な出力信号が得られなくなったことを検出したときであってもよい。これらの場合には、スイッチＳ２が入力されてからミラーアップ等が行われるまでの時間にも、ＡＦセンサ３の出力に基づいて自動合焦調節が行われるので、より正確な合焦を得て撮影を行うことが可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、請求項１に記載された発明によれば、撮影状況等に応じて、検出信号を合焦状態検出部の出力信号から変位検出部の出力信号に切り換え、適切な合焦調節を行うことが可能である。
請求項２から請求項５までの各々に記載された発明によれば、前記自動合焦検出部がその機能を果たすことができない撮影状況においても、自動合焦調節部が合焦調節を継続して実行することが可能である。
請求項６に係る発明によれば、有効な効果が得られない自動合焦調節を回避し、有限な電源を効率よく使用することが可能である。
請求項７に係る発明によれば、変位検出部の出力信号を検出信号として合焦調節を行うときの合焦精度を向上させることが可能である。
請求項８に係る発明によれば、合焦状態検出部を利用することなく、容易に撮影倍率を求めることが可能である。
請求項９に係る発明によれば、ピッチング方向及びヨーイング方向のみならず、撮影光学系の光軸方向の変位に関するカメラブレも防止されるので、ポートレート撮影等、撮影範囲を広げ、絞りを解放付近に設定して行う撮影においてもピントズレのないシャープな写真の撮影が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るカメラの断面図である。
【図２】図１に示すカメラの構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すカメラの動作を示す流れ図である。
【図４】図１に示すカメラの動作であって、図３の続きを示す図である。
【図５】焦点距離８５ｍｍ、解放Ｆ値１：１．４のレンズに関し、許容錯乱円形ｄ＝１／３０ｍｍとしたときの撮影倍率と被写界深度との関係を示す。
【符号の説明】
１ カメラ本体
２ レンズ鏡筒
３ ＡＦセンサ
４ ＤＣモータ
５ カプリング
６ ピッチセンサ
７ ブレ補正駆動部
８ 変位センサ
９ クイックリターンミラー
１０ 反射ミラー
２４ ＣＰＵ
３６ 焦点距離情報出力部
３８ ＣＰＵ
４０ ヨーセンサ
４２ 絶対距離エンコーダ
Ｓ１ 半押しスイッチ
Ｓ２ 全押しスイッチ
Ｌ１ 固定レンズ群
Ｌ２ フォーカシングレンズ群
Ｌ３ ＶＲレンズ群
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動合焦機能付きカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動合焦機能付きカメラは、カメラが自動的に撮影像のピント合わせを行う機能を有するカメラをいい、撮影者に特別な熟練を要求することなく、ピントのボケた写真を防止可能とするカメラである。
従来の自動合焦機能付きカメラは、合焦用レンズ群を駆動するためのＡＦ駆動部、合焦状態を検出するＡＦセンサ及び撮影光学系の中に配置され、撮影光の一部をＡＦセンサに導入するＡＦ用ミラーなどを備えていた。ここでＡＦセンサは、例えばＣＣＤ素子であり、ＡＦ用ミラーからの光によって結ばれる像の横ズレを検出等することにより、いわゆるピントが合っているか否かを判断するものである。ＡＦ駆動部は、ＡＦセンサの出力信号に基づいて動作し、合焦用レンズを適切な位置に移動させ、これにより合焦が達成される。
【０００３】
上記合焦までのＡＦセンサ等による一連の動作は、シャッターボタンが半押しされているいわゆる撮影準備状態において実行される。合焦が達成された後にシャッターボタンが全押されると、次に撮影が行われる。すなわち、ＡＦミラーが撮影光学系の外部に退避するいわゆるミラーアップがなされ、撮影光が撮影面まで到達可能な状態となり、さらにシャッターを所定時間開かれることにより露光が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の自動合焦機能付きカメラでは、撮影開始時にＡＦミラーが撮影光学系の外部へ退避するために、露光中（撮影中）は、ＡＦセンサに撮影光が導入されず、撮影光学系の合焦状態を確認することができない。したがって、従来の自動合焦機能付きカメラでは、露光中にカメラが動き、撮影距離が変化したとしても、撮影光学系の状態を固定したまま、すなわちピントの再調節を行うことなく、撮影を続行していた。
【０００５】
ところで、手持ちにより撮影を行う場合には、カメラは種々の方向に動く。種々の方向とは、カメラの光軸に対するピッチング方向、ヨーイング方向のほか、光軸に対して回転するローリング方向、あるいは平行ブレの原因である縦方向、横方向、さらには光軸の方向をいう。ここで、撮影の多くの割合を占めるスナップ撮影では、撮影距離や焦点距離の関係で平行ブレや、ローリング方向のブレは、撮影像にあまり影響を与えない。平行ブレ等に起因して結像面に生じる被写体の移動量は、ピッチング方向又はヨーイング方向のブレに起因して生じるそれに比較すると小さいからであり、また、被写体深度、結像面での許容ボケ、又は人の目の分解能などと比較しても、それが撮影像に与える影響が小さいからである。したがって、従来、ピッチング方向とヨーイング方向の撮影像のブレを例えば特開平４−１８５１４又は特開平７−２９４９７５に開示されているブレ補正機構を用いて補正することは行われていたが、その他のカメラブレにより生じるピントのズレに対し、適当な対処はなされていなかった。
【０００６】
しかしながら、例えばポートレート撮影等のように、撮影範囲を広げ、絞りを開放付近に設定して被写体をアップで撮影する場合は、被写体とカメラと間の僅かの距離の変化も、撮影像に大きな影響を与える。つまり、この場合には、被写体深度が小さくなるので、カメラの僅かな移動によっても、結像位置が被写界深度を外れ、ピントが合わなくなる。このために、露光直前にピントが合っていても、レリーズタイムラグによる露光までの僅かな時間又は露光中の僅かな時間に、カメラが光軸方向に移動して撮影距離が変化し、ピントの外れた写真が撮影されてしまう場合がある。
【０００７】
また、接写を行う場合にも、カメラを三脚に固定せず、手持ちで撮影を行うときには、同様な事態が生じる。すなわち、接写では、撮影倍率が特に高いために、被写体深度が小さく、被写体と撮影距離との僅かな変化によってもピントが外れ、写真の出来映えに大きな影響が生じるのである。
このように、従来の自動合焦機能付きカメラでは、露光中に自動合焦機能が働かないことから、ポートレートを撮影する場合又は接写を行う場合にピントの外れた撮影を行う場合があり、自動合焦機能付きカメラの利点を十分に生かせないという問題があった。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、露光中の撮影距離の変化に起因して生じるピントのボケを防止可能な自動合焦機能付きカメラの提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、撮影光学系の合焦状態を検出する合焦状態検出部と、カメラの振れによる前記撮影光学系の光軸方向への変位を検出する変位検出部と、前記撮影光学系の少なくとも一部である合焦用レンズ群を前記光軸方向に駆動する合焦用レンズ群駆動部と、前記合焦用レンズ群駆動部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、露光前に前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動して前記撮影光学系の合焦調節を行う動作から、前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた前記合焦調節が終了した後に前記カメラの振れがあったとき前記変位検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動する動作に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、前記制御部は、前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた前記合焦調節が終了した後に前記カメラの振れがあったとき、前記変位検出部の検出結果に基づいて前記合焦用レンズ群が前記カメラの振れにより移動した分だけ、前記合焦用レンズ群駆動部を駆動することを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、前記制御部は、前記合焦状態検出部が合焦状態を検出できない状態にあること又は検出できない状態となることを検出し、前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動する動作から、前記変位検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動する動作に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、撮影準備動作を実行すべき旨の信号を出力する第１の信号発生部と、前記第１の信号発生部が信号を出力した後に撮影動作を実行すべき旨の信号を出力する第２の信号発生部とを有し、前記制御部は、前記第１の信号発生部が信号を出力したときに前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動を開始し、前記第２の信号発生部が信号を出力したときに前記変位検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項３までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、露光前に、前記撮影光学系を通過する光の一部を用いて被写体と前記合焦状態検出部とを結ぶ光路を形成する光路形成部を有し、前記制御部は、前記光路形成部が前記光路を形成しなくなったときに前記変位検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項３までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、前記制御部は、前記合焦状態検出部が有効な出力信号を出力しなくなったときに前記変位検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、撮影倍率を求める撮影倍率演算部を有し、前記制御部は、前記撮影倍率演算部が求めた撮影倍率が所定の値を越えている場合にのみ、前記変位検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動に切り換えることが可能であることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【００１３】
請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、前記合焦用レンズ群の光軸方向位置を検出する位置検出部を有し、前記制御部は、前記変位検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動するときは、前記位置検出部の出力信号を参照して前記合焦用レンズ群の位置決めを行うことを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
請求項９に係る発明は、請求項７に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、前記合焦用レンズ群の光軸方向位置を検出する位置検出部を有し、前記撮影倍率演算部は、前記位置検出部の出力に基づいて前記撮影倍率を求めることを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【００１４】
請求項１０に係る発明は、請求項１から請求項９までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、前記撮影光学系の結像面を構成する２軸の回りに関する変位を検出するブレ検出部と、前記撮影光学系の光軸を変化させるブレ補正光学系を駆動することにより、前記結像面における面方向のブレを補正するブレ補正部とを有し、前記ブレ補正部は、前記制御部が前記変位検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動しているときに、前記ブレ検出部の出力信号に基づいて前記ブレ補正光学系を駆動することを特徴とする自動合焦機能付きカメラである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明に係る実施形態について、ＴＴＬ位相差検出方式による自動合焦機能及びいわゆるブレ補正機能を有する一眼レフカメラを例に説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るカメラの断面図である。図に示すように、本実施形態のカメラは、カメラ本体１とそれに装着されたレンズ鏡筒２とから構成されている。
レンズ鏡筒２は、３つのレンズ群からなる撮影光学系を有する。３つのレンズ群とは、図中左から順に、固定レンズ群Ｌ１、フォーカシングレンズ群Ｌ２及びブレ補正（以下「ＶＲ」という）レンズ群Ｌ３である。固定レンズ群Ｌ１は、撮影光学系の光軸Ａに平行な方向にも、また、光軸Ａに垂直な方向にも不動のレンズ群である。フォーカシングレンズ群Ｌ２は、光軸Ａに沿って前後することにより撮影光学系の合焦状態を調節するためのレンズ群である。ＶＲレンズ群Ｌ３は、光軸Ａに垂直な面内において移動可能なレンズ群であり、いわゆるブレ補正を行うためのものである。
【００１７】
カメラ本体２に内蔵されているＤＣモータ４は、フォーカシングレンズ群Ｌ２を駆動するための動力源である。ＤＣモータ４によって発生された回転力は、カップリング５を介してレンズ鏡筒２に伝達される。伝達された回転力は、レンズ鏡筒内のギヤで減速された後に、さらにヘリコイドを用いてフォーカシングレンズ群Ｌ２に伝達され、この結果、フォーカシングレンズ群Ｌ２が光軸方向に駆動される。
カメラ本体１に内蔵されているＡＦセンサ３は、撮影光学系の合焦状態を検出するためのＣＣＤ撮像素子である。ＡＦセンサ３には、クイックリターンミラー９のフィルム面側に設けられている反射ミラー１０によって被写体像の一部が導かれ、素子上に２つの像を形成する。ＡＦセンサ３は、上記２つの像の間隔とズレ（デフォーカス量）を検出する。
【００１８】
レンズ鏡筒２の上部には、ピッチセンサ６が配置されている。ピッチセンサ６は、カメラ及びレンズ鏡筒のブレ量、特に光軸Ａを基準としたピッチング方向のブレ量を検出するためのセンサである。
レンズ鏡筒２の側面部、すなわち、ピッチセンサ６が配置されている位置から、光軸に対して９０度回転させた位置には、ヨーセンサ４０（不図示）が配置されている。ヨーセンサ４０は、カメラ及びレンズ鏡筒のヨーイング方向のブレ量を検出するためのセンサである。
ブレ補正駆動部７は、カメラのピッチング方向及びヨーイング方向のブレにより、結像面の被写体像に生じるブレを補正すべく、ＶＲレンズ群Ｌ３をシフト又はティルト駆動する駆動部である。
【００１９】
変位センサ８は、加速度センサ、速度センサ又は位置センサ等、カメラ及びレンズの光軸方向の変位を検出するためのセンサである。変位センサ８が加速度センサである場合には、公知の積分回路により加速度センサの出力信号を２回積分することにより、また、速度センサである場合には、１回積分することによりカメラ等の変位が検出される。
【００２０】
図２は、本実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図である。
カメラ本体１は、その動作を制御するＣＰＵ２４を備えている。ＣＰＵ２４には、電源２２を接続することで電力を供給するメインスイッチＭｓｗのほか、２つのスイッチＳ１及びＳ２が接続されている。スイッチＳ１及びＳ２は、シャッターボタンを構成するスイッチであり、スイッチＳ１はいわゆる半押しスイッチ、スイッチＳ２はいわゆる全押しスイッチである。
【００２１】
また、ＣＰＵ２４には、前述のＡＦセンサ３及びＡＥセンサ２６が接続されている。ＡＥセンサは、自動露光用のセンサである。
さらに、ＣＰＵ２４には、自動合焦を行うためのＤＣモータ４、ＤＣモータを駆動するための駆動回路３０、及び、ＤＣモータ４の回転角を測定し、その測定値をフィードバック制御用にＣＰＵ２４に出力するエンコーダ２８が接続されている。
【００２２】
一方、レンズ鏡筒２は、通信部３４を介してカメラ本体１のＣＰＵ２４と通信を行いつつ、レンズ鏡筒２の動作を制御するＣＰＵ３８を備えている。
ＣＰＵ３８には、前述したピッチセンサ６、ヨーセンサ４０、変位センサ８及びブレ補正駆動部７のほか、絶対距離エンコーダ４２と焦点距離情報出力部３６とが接続されている。
【００２３】
焦点距離情報出力部３６は、撮影光学系が現在実現している焦点距離に関する情報を出力するためのものである。一方、絶対距離エンコーダ４２は、フォーカシングレンズ群Ｌ２の光軸方向位置を検出するセンサである。
ブレ補正駆動部７は、ＶＲレンズ群Ｌ３を駆動するＶＲアクチュエータ４６及びＶＲアクチュエータ４６の動作させる駆動回路４４とから構成される。さらに、ＶＲアクチュエータ４６は、駆動源であるＤＣモータ、ＤＣモータから発生する回転力を減速するギヤ、ギヤから伝達される回転運動を直進運動に変換し、これを用いてＶＲレンズ群Ｌ３をシフト駆動する送りねじ等から構成されている。なお、ここで説明したブレ補正駆動部７は、ブレ補正機構の単なる一例であり、例えば特開平４−１８５１４又は特開平７−２９４９７５等に開示されている他の公知のブレ補正機構を利用することも可能である。
【００２４】
次に本実施形態に係るカメラの動作について説明する。
図３及び図４は、本実施形態に係るカメラの動作を示す流れ図である。
メインスイッチが入り（Ｓ１０２）、撮影準備を開始する旨のスイッチＳｌが入ると（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、カメラ本体１のＡＦセンサ３、ＡＥセンサ２６、及びレンズ鏡筒２のピッチセンサ６、ヨーセンサ４０、変位センサ８に電源が投入される（Ｓ１０６）。
【００２５】
次に、ブレ補正のモード（以下「ＶＲモード」という）の種類が判断される（Ｓ１０８）。ＶＲモードには、スイッチＳ１の入力によりブレ補正が開始されるＳ１ＶＲモードと、スイッチＳ２の入力によりブレ補正が開始される、すなわち、露光中のみブレ補正が行われるＳ２ＶＲモードとがある。Ｓ１０８において、ＶＲモードがＳ１ＶＲであると判断された場合には、Ｓ１１０へ進み、直ちにＶＲ駆動が開始される（Ｓ１１２）。具体的には、レンズ鏡筒２のＣＰＵ３８が、ピッチセンサ６及びヨーセンサ４０の出力に基づきカメラのブレ量を求め、さらにそのブレ量より結像面における被写体像の移動量を求める。次にＣＰＵ３８は、求められた移動量に基づいて駆動回路４４に制御信号を出力し、上記被写体像の移動が打ち消されるようにＶＲレンズＬ３をシフト又はティルト駆動する。
【００２６】
次に、カメラ本体１のＣＰＵ２４は、ＡＦ駆動を開始する（Ｓ１１４）。具体的には、ＣＰＵ２４が、ＡＦセンサ３の出力に基づき駆動回路３０に適切な制御信号を出力し、ＤＣモータ４を駆動する。ＤＣモータ４の回転力は、カプリング５を介して前述のフォーカシングレンズ群Ｌ２の駆動機構に伝達され、フォーカシングレンズＬ２が適当な位置へ移動、位置決めされる。一方、ＤＣモータ３２の回転量は、エンコーダ２８により検出され、ＤＣモータ４の制御用情報としてＣＰＵ２４に対して出力される。
【００２７】
さらに、ＣＰＵ２４は、ＡＥセンサ２６の出力に基づいていわゆるＴｖ値、Ａｖ値を演算・決定し（Ｓ１１６）、カメラ本体１に設けられている表示部に表示する。上記Ｓ１１２からＳ１１６までの処理は、スイッチＳ１が入力されており、かつ、スイッチＳ２が入力されていない状態が維持されている間、継続して行われる（Ｓ１１８：Ｙｅｓ、Ｓ１２０：Ｎｏ）。
【００２８】
次に、スイッチＳ２が入力されると（Ｓ１２０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２４は、ＡＦ駆動を停止し（Ｓ１２２）、直ちにミラーアップ、すなわち図１に示すミラー１０をペンタプリズム側に移動させる（図４のＳ１２４）。次に、ＣＰＵ３８は、ＶＲ駆動を一旦停止し、ＶＲレンズ群Ｌ３を所定の位置にセンタリングする（Ｓ１２６）。センタリングの終了後、ＶＲ駆動は、直ちに再開される（Ｓ１２８）。
【００２９】
次に、ＣＰＵ３８は、焦点距離情報出力部３６から得られる焦点距離情報と、絶対距離エンコーダ４２から得られる撮影距離に関する情報とから式（１）に基づいて撮影倍率を演算する（Ｓ１３０）。
撮影倍率＝焦点距離／（撮影距離−焦点距離）…（１）
演算の結果は、所定値と比較される（Ｓ１３２）。その結果、撮影倍率が所定値より大きい場合には（Ｓ１３２：Ｙｅｓ）、変位センサ８の出力に基づいたＡＦ駆動が開始される（Ｓ１３４）。具体的には、ＣＰＵ３８が、変位センサ８の出力から、カメラの光軸方向の変位に起因する撮影像の結像位置の変化を求める。次にＣＰＵ３８は、上記結像位置を元の位置へ戻すために必要とされるフォーカシングレンズ群Ｌ２の駆動量を求め、その量だけフォーカシングレンズ群Ｌ２を駆動する。このときに、ＣＰＵ３８は、絶対距離エンコーダ４２からの出力信号をフィードバック制御用の信号として利用することで、フォーカシングレンズ群Ｌ２を所定の位置に正確に位置決めする。
【００３０】
一方、撮影倍率が所定値より小さい場合には、Ｓ１３４の処理は行われずに次の処理に進む。なお、Ｓ１３２にいう所定値とは、ＣＰＵ３８が管理するメモリに記憶されている値であって、撮影者が外部より任意に設定しうる値をいう。例えば、撮影者が撮影倍率が１／２０以上のときにＳ１３４にいうＡＦ駆動を行いたいと考えるときには、この値は、１／２０に設定される。
【００３１】
上記のように撮影倍率を基準にＳ１３４を実行するか否かを判断するのは、撮影倍率と被写体深度とが密接な関係を有するからである。すなわち、撮影距離が長い場合又は広角レンズを使用する場合のように撮影倍率が小さいときは、被写体深度が深く、カメラ及びレンズが多少光軸方向に移動しても、それにより焦点面が移動して起こる焦点ズレは、撮影者の目の分解能以下となる。これに対し、近距離の撮影をする場合又は特に近接撮影のように長焦点のレンズで撮影をする場合のように撮影倍率が大きいときは、カメラの光軸方向移動による焦点面の移動量が大きくなり、いわゆるピンボケ写真となりやすい。つまり、自動合焦機能により合焦を得た後に撮影を行う場合であっても、撮影倍率が大きいときは、露光中におけるカメラの光軸方向への僅かな変位により、容易に写真のピントがずれるのである。
【００３２】
図５は、上記の説明を補足するための図であり、焦点距離８５ｍｍ、解放Ｆ値１：１．４のレンズに関し、許容錯乱円形ｄ＝１／３０ｍｍとしたときの撮影倍率と被写界深度との関係を示す。図中、縦軸は被写界深度、横軸は撮影距離をそれぞれ示し、また、各曲線の左側に付されている数値は絞値を示し、さらに、破線はそれぞれ撮影倍率１／２０又は１／１０を示すものである。
図５に見られるように、撮影倍率ｍ＝１／２０、撮影距離Ｒ＝１．７８５ｍで、絞値をＦ＝２とすると、被写界深度は前後にそれぞれ３０ｍｍ程度となり、手持ち撮影を行った場合には、露光中に結像面を被写界深度内に維持することがやや困難であることが分かる。これに対し、撮影倍率ｍ＝１／１０に高め、撮影距離Ｒ＝０．９３５ｍ、絞値Ｆ＝４とすると、被写界深度は前後２０ｍｍと狭くなり、僅かな手ブレでピントズレが生じうることが分かる。
このことから、本実施形態では、前述のように撮影倍率を求め、撮影倍率が所定の値より大きい場合に限り、露光中のピントズレを防止するためＡＦ駆動を行い、撮影倍率が小さい場合は、省電力を図る等の理由からＡＦ駆動は行わないこととしている。
【００３３】
図４に示すように、Ｓ１３２又はＳ１３４の処理がなされた後には、Ｓ１１６において求められてたＴｖ値、Ａｖ値に基づいて所定量絞りが駆動され、所定時間露光が行われる（Ｓ１３６、Ｓ１３８）。露光終了後、ＶＲレンズ群Ｌ３の駆動は停止され（Ｓ１４０）、ＶＲレンズ群Ｌ３はセンタ位置にセンタリングされる（Ｓ１４２）。また、フォーカシングレンズ群Ｌ２のＡＦ駆動も停止される（Ｓ１４４）。ＡＦ駆動が停止されると、次に、ミラー１０をもとに位置に下げるいわゆるミラーダウンがなされる（Ｓ１４６）。ミラーダウンの後に、スイッチＳ１の状態が確認され（Ｓ１４８）、スイッチＳ１が入力状態でなければ（Ｓ１４６：Ｎｏ）、各センサへの電源供給が停止され、一連の処理が終了する。一方、スイッチＳｌが入力状態にあれば（Ｓ１４６：Ｙｅｓ）、処理は、Ｓ１０６に戻る。
【００３４】
Ｓ１０８において、ＶＲモードがＳ２ＶＲであることが判断された場合には、Ｓ１５２へ進み、Ｓ１ＶＲモードの処理（Ｓ１１０〜Ｓ１２０）からＳ１１０を除いた処理が実行される。すなわち、スイッチＳ１が入力されたときにはＶＲ駆動は行わずにフォーカシングレンズ群Ｌ２のＡＦ駆動のみが開始される（Ｓ１５４）。続いて、Ｔｖ値及びＡｖ値の決定が行われる（Ｓ１５６）。Ｓ１５４及びＳ１５６の処理は、スイッチＳ１が入力されており、かつ、スイッチＳ２が入力されていない状態が維持されている間、継続して行われる（Ｓ１５８：Ｙｅｓ、Ｓ１６０：Ｎｏ）。スイッチＳ２が入力されると（Ｓ１６０：Ｙｅｓ）、前述したＳ１２２以降の処理が実行される。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態では、自動合焦調節を撮影準備期間中（露光前）は従来通りＡＦセンサ３の出力を基準に行い、露光中は、変位センサ８の出力に基準を切り換えて行うこととしている。これにより、本実施形態は、カメラ自体の動きを加味した自動合焦調節を露光中に行い、露光開始直前に得られた合焦状態を維持することにより、ブレの少ない、よりシャープな写真を得ることを可能としている。
【００３６】
また、本実施形態では、撮影倍率を求め、撮影倍率が所定の値以上である場合に限り変位センサ８の出力を基準とした自動合焦調節を行うこととしている。つまり、本実施形態では、有意義な効果が得られる撮影条件のときにのみ露光中の自動合焦調節を行い、その他のときは電力を節約するため、極力電力消費を伴う動作を回避することとしている。これにより、本実施形態は、有限なカメラの電力源を効率よく利用することを可能としている。
【００３７】
なお、本実施形態では、自動合焦調節は、必ずＡＦセンサ３又は変位センサ８のいずれか一方の出力のみを基準にして行われ、双方を同時に加味して行うことはない。これは、双方からの出力を同時に考慮して自動合焦調節を行うこととすれば、ＡＦ制御が複雑となり、自動合焦調節中のＣＰＵ３８の処理速度が遅くなることから、このような事態を防止するためのである。
【００３８】
（その他の実施形態）
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００３９】
１） 上記の実施形態では、自動合焦（ＡＦ）モードがいわゆるシングルＡＦである場合について説明したが、本発明の技術的思想は、いわゆるコンティニュアスＡＦについても適用可能である。この場合には、露光中のフォーカシングレンズ群Ｌ２の駆動量を、変位センサ８の出力を基準に求められた駆動量と、被写体の動きから予測された駆動量とを加算したものとし、フォーカシングレンズ群Ｌ２を駆動する。
【００４０】
２） 本発明において、自動合焦調節の基準とする出力信号をＡＦセンサ３のものから変位センサ８のものに切り換えるタイミングは、ＡＦセンサ３から自動合焦調節を行うのに有効な出力信号を得られなくなるとき又は得られなくなったときであればよい。したがって、そのタイミングは、上記実施形態のようにスイッチＳ２が入力されたとき以外に、ミラー９、１０のミラーアップがなされたこと、又は、ミラーアップの結果、ＡＦセンサ３に撮影光が届かなくなり、ＡＦセンサ３から有効な出力信号が得られなくなったことを検出したときであってもよい。これらの場合には、スイッチＳ２が入力されてからミラーアップ等が行われるまでの時間にも、ＡＦセンサ３の出力に基づいて自動合焦調節が行われるので、より正確な合焦を得て撮影を行うことが可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、請求項１に記載された発明によれば、撮影状況等に応じて、検出信号を合焦状態検出部の出力信号から変位検出部の出力信号に切り換え、適切な合焦調節を行うことが可能である。
請求項２から請求項５までの各々に記載された発明によれば、前記自動合焦検出部がその機能を果たすことができない撮影状況においても、自動合焦調節部が合焦調節を継続して実行することが可能である。
請求項６に係る発明によれば、有効な効果が得られない自動合焦調節を回避し、有限な電源を効率よく使用することが可能である。
請求項７に係る発明によれば、変位検出部の出力信号を検出信号として合焦調節を行うときの合焦精度を向上させることが可能である。
請求項８に係る発明によれば、合焦状態検出部を利用することなく、容易に撮影倍率を求めることが可能である。
請求項９に係る発明によれば、ピッチング方向及びヨーイング方向のみならず、撮影光学系の光軸方向の変位に関するカメラブレも防止されるので、ポートレート撮影等、撮影範囲を広げ、絞りを解放付近に設定して行う撮影においてもピントズレのないシャープな写真の撮影が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るカメラの断面図である。
【図２】図１に示すカメラの構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すカメラの動作を示す流れ図である。
【図４】図１に示すカメラの動作であって、図３の続きを示す図である。
【図５】焦点距離８５ｍｍ、解放Ｆ値１：１．４のレンズに関し、許容錯乱円形ｄ＝１／３０ｍｍとしたときの撮影倍率と被写界深度との関係を示す。
【符号の説明】
１ カメラ本体
２ レンズ鏡筒
３ ＡＦセンサ
４ ＤＣモータ
５ カプリング
６ ピッチセンサ
７ ブレ補正駆動部
８ 変位センサ
９ クイックリターンミラー
１０ 反射ミラー
２４ ＣＰＵ
３６ 焦点距離情報出力部
３８ ＣＰＵ
４０ ヨーセンサ
４２ 絶対距離エンコーダ
Ｓ１ 半押しスイッチ
Ｓ２ 全押しスイッチ
Ｌ１ 固定レンズ群
Ｌ２ フォーカシングレンズ群
Ｌ３ ＶＲレンズ群
Claims (10)
- 撮影光学系の合焦状態を検出する合焦状態検出部と、
カメラの振れによる前記撮影光学系の光軸方向への変位を検出する変位検出部と、
前記撮影光学系の少なくとも一部である合焦用レンズ群を前記光軸方向に駆動する合焦用レンズ群駆動部と、
前記合焦用レンズ群駆動部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、露光前に前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動して前記撮影光学系の合焦調節を行う動作から、前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた前記合焦調節が終了した後に前記カメラの振れがあったとき前記変位検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動する動作に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラ。 - 請求項１に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、
前記制御部は、前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた前記合焦調節が終了した後に前記カメラの振れがあったとき、前記変位検出部の検出結果に基づいて前記合焦用レンズ群が前記カメラの振れにより移動した分だけ、前記合焦用レンズ群駆動部を駆動することを特徴とする自動合焦機能付きカメラ。 - 請求項１又は請求項２に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、
前記制御部は、前記合焦状態検出部が合焦状態を検出できない状態にあること又は検出できない状態となることを検出し、前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動する動作から、前記変位検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動する動作に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラ。 - 請求項１から請求項３までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、
撮影準備動作を実行すべき旨の信号を出力する第１の信号発生部と、
前記第１の信号発生部が信号を出力した後に撮影動作を実行すべき旨の信号を出力する第２の信号発生部とを有し、
前記制御部は、前記第１の信号発生部が信号を出力したときに前記合焦状態検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動を開始し、前記第２の信号発生部が信号を出力したときに前記変位検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラ。 - 請求項１から請求項３までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、
露光前に、前記撮影光学系を通過する光の一部を用いて被写体と前記合焦状態検出部とを結ぶ光路を形成する光路形成部を有し、
前記制御部は、前記光路形成部が前記光路を形成しなくなったときに前記変位検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラ。 - 請求項１から請求項３までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、
前記制御部は、前記合焦状態検出部が有効な出力信号を出力しなくなったときに前記変位検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動に切り換えることを特徴とする自動合焦機能付きカメラ。 - 請求項１から請求項６までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、
撮影倍率を求める撮影倍率演算部を有し、
前記制御部は、前記撮影倍率演算部が求めた撮影倍率が所定の値を越えている場合にのみ、前記変位検出部の検出結果に基づいた前記合焦用レンズ群駆動部の駆動に切り換えることが可能であることを特徴とする自動合焦機能付きカメラ。 - 請求項１から請求項７までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、
前記合焦用レンズ群の光軸方向位置を検出する位置検出部を有し、
前記制御部は、前記変位検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動するときは、前記位置検出部の出力信号を参照して前記合焦用レンズ群の位置決めを行うことを特徴とする自動合焦機能付きカメラ。 - 請求項７に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、
前記合焦用レンズ群の光軸方向位置を検出する位置検出部を有し、
前記撮影倍率演算部は、前記位置検出部の出力に基づいて前記撮影倍率を求めることを特徴とする自動合焦機能付きカメラ。 - 請求項１から請求項９までにいずれか１項に記載の自動合焦機能付きカメラにおいて、
前記撮影光学系の結像面を構成する２軸の回りに関する変位を検出するブレ検出部と、
前記撮影光学系の光軸を変化させるブレ補正光学系を駆動することにより、前記結像面における面方向のブレを補正するブレ補正部とを有し、
前記ブレ補正部は、前記制御部が前記変位検出部の検出結果に基づいた駆動量で前記合焦用レンズ群駆動部を駆動しているときに、前記ブレ検出部の出力信号に基づいて前記ブレ補正光学系を駆動することを特徴とする自動合焦機能付きカメラ。
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