JP4533286B2 - 撮像装置および交換レンズシステム - Google Patents

Description

本発明は、静止画や動画等の撮影を行うカメラ等の撮像装置、およびレンズ交換可能な撮像装置用の交換レンズシステムに関する。

従来の撮像装置として、図８のブロック図に示す構成のものが知られている。
図中、１は４つのレンズ群１０１〜１０４より成る４群構成のリアフォーカスズームレンズ（以下「ＲＦＺレンズ」と称する）である。１０１は固定レンズ群である第１のレンズ群（以下「前玉」と称する）、１０２は移動レンズ群である変倍機能を有する第２のレンズ群（以下「バリエータ」と称する）である。また、１０３は固定レンズ群である第３のレンズ群（以下「アフォーカル」と称する）である。そして１０４は、移動レンズ群であるフォーカス機能と、変倍に伴う結像面変動を補正するコンペンセータとしての機能を有する第４のレンズ群（以下”ＲＲ”と称する）である。ここで、上記各レンズ群は複数枚のレンズで構成されているが、各レンズ群の構成枚数については、特に限定するものではない。

２はＣＣＤ等の光電変換素子、３は光電変換素子２に入射する光量を調節するための絞り部材、４は光電変換素子２に入射する光量が一定になるように絞り部材３を制御手段７からの指令に基づいて駆動する絞り駆動手段である。５は絞り位置検出手段、６は絞り位置検出手段５の出力を検出し、制御手段７に出力する検出回路である。
８および９はそれぞれ移動レンズ群１０２および１０４を駆動するためのステップモータ等の駆動手段、１０および１１はそれぞれ駆動手段８および９を駆動させるためのドライバである。

１２は光電変換素子２の出力を増幅するアンプ、１３は信号をＮＴＳＣ映像信号等の信号に変換し、かつＡＦ（オートフォーカス）用のＡＦ信号を生成するプロセス回路である。１４はプロセス回路からのＡＦ信号によりＡＦ動作させるＡＦ手段である。なお、ＡＦの方式は山登り式などが提案されており特許文献１等によって公知となっているためここでは詳細な説明は省略する。
特開昭６２−１０３６１６号公報

近年、カメラ等の撮像装置はレンズの高付加価値化、高機能化の競争が激しく、また、撮影の幅を広げるための機能として被写体までの距離がわかるための距離表示機能の搭載が強く望まれている。
しかしながら、カメラおよび交換レンズシステムにおいてこの機能を搭載すると、その設定や状態によって距離表示の精度に問題が発生する場合がある。原因としては温度によるレンズやレンズ鏡筒の伸縮に伴うもの、および製造誤差によるものなどが考えられる。
この表示される距離精度に誤差がある場合、例えば、撮影者が被写体までの距離情報を予め知り、表示される被写体距離が前記距離情報と一致するようにフォーカスを動かしても、実際にはピントが合わない場合が生じる。
この問題により撮影されたピントがボケていたりすることがあり撮像装置としては極めて好ましくない。
本発明は、上述の従来例における問題点を解消することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明では、被写体距離の表示を行う際の表示方法を変更可能にしている。
表示方法は、例えば、表示の色、点滅の有無もしくは周期、表示の大きさ、または、表示と非表示、を変更する。また、表示方法は、レンズの絞り値、焦点距離もしくはズーム位置、または予測または算出される誤差もしくは精度に応じて変更する。

本発明によれば、距離表示精度に起因する問題、例えば撮影者が表示されている距離情報からピント合わせを行う場合に、被写体までの距離に表示を合わせても、実際にはピントが合わないといった問題を解消することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を実施例に基づいて説明する。
［第１の実施例］
図１は本発明の一実施例に係るレンズ一体型カメラのブロック構成を示す。
図中、１は４つのレンズ群１０１〜１０４より成る４群構成のリアフォーカスズームレンズ（ＲＦＺレンズ）である。１０１は固定レンズ群である第１のレンズ群（前玉）、１０２は移動レンズ群である変倍機能を有する第２のレンズ群（バリエータ）、１０３は固定レンズ群である第３のレンズ群（アフォーカル）である。そして１０４は、移動レンズ群であるフォーカス機能と、変倍に伴う結像面変動を補正するコンペンセータとしての機能を有する第４のレンズ群（ＲＲ）である。実際には、上記各レンズ群は複数枚のレンズで構成されているが、各レンズ群の構成枚数については、特に限定するものではない。

２はＣＣＤ等の光電変換素子、３は光電変換素子２に入射する光量を調節するための絞り部材、４は光電変換素子２に入射する光量が一定になるように絞り部材３を制御手段７からの指令に基づいて駆動する絞り駆動手段である。５は絞り位置検出手段、６は絞り位置検出手段５の出力を検出し、制御手段７に出力する検出回路である。
８および９はそれぞれ移動レンズ群１０２および１０４を駆動するためのステップモータ等の駆動手段、１０および１１はそれぞれ駆動手段８および９を駆動させるためのドライバである。

１２は光電変換素子２の出力を増幅するアンプ、１３はアンプ１２の出力信号をＮＴＳＣ映像信号等の信号に変換し、かつＡＦ（オートフォーカス）させるためのＡＦ信号を生成するプロセス回路である。１４はプロセス回路１３からのＡＦ信号によりＡＦ動作させるＡＦ手段である。なお、ＡＦの方式は山登り式などが提案されており特許文献１等によって公知となっているためここでは詳細な説明は省略する。

ファインダー１７は撮像画を表示するだけでなく、撮影に必要な情報を表示する。本実施例ではファインダーに距離表示を行う機能を有し、撮影者はファインダーにて被写体までの距離が確認できる。即ち、本実施例は被写体距離検出手段を有している。
例えばＡＦオートマニュアル切り替えスイッチ１５をマニュアルにし、フォーカス操作手段１６によってフォーカス位置を変更させるのに伴い、表示される距離表示も変わるといった具合である。
フォーカス機能を有する第４のレンズ群（ＲＲ）１０４によるフォーカス位置は、例えば、エンコーダなどの位置検出手段により、または駆動手段９としてのステップモータの駆動パルス数を累算することにより検出される。

ここで簡単に距離表示のための計算を表しておく。
制御手段内にはあらかじめフォーカス位置に対する距離情報をもっており、現在のフォーカス位置から被写体距離を算出することが容易にできる。
ここでは図示しないが、フォーカス位置は被写体距離の逆数、いわゆるディオプターと比例関係にあり、そこから求めることができる。
フォーカス位置＝１／被写体距離、被写体距離＝１／フォーカス位置であり、あらかじめ記憶しているフォーカス位置と被写体距離のデータから、下記の式が成り立つ。
被写体距離＝１／（１／Ａ−（１／Ａ−１／Ｂ）（α／β））
＝１／（１／Ａ−（（Ｂ−Ａ）／（Ａ＊Ｂ））（α／β））
＝１／（１／Ａ−α（Ｂ−Ａ）／β（Ａ＊Ｂ））
但し、Ａは至近側記憶距離、Ｂは無限側記憶距離、αは現在のフォーカス位置のＡに合焦するフォーカス位置からの間隔、βはＡに合焦するフォーカス位置とＢに合焦するフォーカス位置との間隔である。

例えば、記憶被写体距離と対応するフォーカス番地を以下のとおりとする。
１ｍ：１００番地
５ｍ：３００番地
現在のフォーカス位置：２００番地
すなわち、Ａ＝１［ｍ］、Ｂ＝５［ｍ］、α＝２００−１００＝１００［番地］、β＝３００−１００＝２００［番地］である。
これを上記式に代入すると、
被写体距離＝１／（１／１−１００（５−１）／２００（１＊５））
＝１／（１−４００／１０００））
＝１／（６／１０）＝１．６７ｍ
となる。

次に実際の表示について説明する。レンズは広角では焦点深度が深く、望遠では浅い。したがって、表示される被写体距離が所望の被写体距離に一致するようにレンズのフォーカス位置を移動させてピント合わせを行う場合、望遠の方がより高い表示距離精度を必要とする。
本実施例では、このようなピント合わせを行う場合に、表示距離の精度が十分であり保証できる場合と、不十分で保証できない場合とで異なる表示を行う。
例えばレンズは１０倍ズームレンズである場合、ズーム倍率が所定以上の場合に距離表示の精度保証がなくなり、所定未満では精度保証があるという場合の表示方法は、図２（ａ）と図２（ｂ）のように色を変えて表す。精度保証有りが白、精度保証無しまたは誤差有りが灰色である。

または、図３（ａ）と図３（ｂ）のように大きさを変えて表す。精度保証有りが大、精度保証無しまたは誤差有りが小である。
あるいは、図４（ａ）と図４（ｂ）のように点滅の有無であらわす。精度保証有りが点滅なしで、誤差有りまたは保証なしが点滅である。さらに、図示しないが、保証する場合に表示を行い、誤差有りまたは保証なしでは表示を行わないようにしても良い。
また、絞りによって深度が深くなる場合は、これらの表示を変更する境界点を絞り値に応じて変更しても良い。例えば、Ｆ２以下では６倍以上、Ｆ４〜５．６までは７倍以上、Ｆ５．６以上は８倍から保証なし表示を行うといった具合に絞りや焦点距離などの深度から表示を変更する境界点を変更しても良い。
このように本実施例では複数の表示方法（色、大きさ、点滅など）を備えており、レンズ状況に応じて該表示方法の変更が可能である。また、被写体距離検出手段により検出される距離の精度が保証できるか否かを判定する距離精度判定手段を有しており、精度が保証できる場合とできない場合とで表示方法を変更することができる。

フローを図５に示す。表示の変更はズーム倍率に応じて行い、表示方法の変更は色で行う場合の例である。
ステップ５０１においてズーム位置を読み込む。ステップ５０２において所定の倍率以上か否かを判定し、所定倍率未満であればステップ５０３において表示の色を白として表示する。一方、ステップ５０２において所定倍率以上であればステップ５０４において表示の色を灰色として表示する。

距離表示の精度が低下する原因は、温度によるピント移動、製造誤差および深度などをあげることができる。特に倍率が高くまた、近年のように高画質、高精細度化してくると表示距離の誤差がますます小さいもの、すなわち精度の高いものが要求される傾向がある。
温度によって記憶しているフォーカス位置と距離に誤差が生じるのは容易に想像ができよう。また、製造誤差による表示誤差についても同様である。また深度に関しては上述した。しかし、深度はレンズ要因だけでなく、記録される媒体、フォーマット、画素数など、カメラ側での要因からも決まる。このようなカメラ側でピントのずれがわかる要因等も含めて深度によって求められる精度が異なってくるのは言うまでもない。また、レンズ要因としても絞りが開放付近よりも絞りこんでいた方が深度が深くなるため精度としては絞込みのときよりも開放の方が高いものが要求される。このように制御手段７内ではこれらの情報から距離精度を判定し、その判定結果から表示の方法を変更するものであることはいうまでもない。即ち、本実施例は、被写体距離検出手段により検出される距離の精度を判定する距離精度判定手段を有しており、該精度判定手段の出力に応じて表示方法を変更するものである。

また、精度について、上記例では保証の有無により表示方法を変えている。しかし、精度判定手段において誤差を計算、または検出し、例えば誤差を％表示してもよい。あるいは上述からも容易に想像がつくところであるが、誤差量によって色や大きさ、点滅時間を変更してもよい（誤差判定手段）。このように、％表示した誤差や量表示した誤差といった誤差情報に基づいて色や大きさ、点滅時間などの被写体距離表示方法を変更することができる。

［第２の実施例］
図６は本発明の第２の実施例に係る交換レンズタイプのカメラシステムの構成を示すブロック図である。同図のカメラシステムは、図１のカメラをカメラユニット１００とカメラユニット１００に着脱可能なレンズユニット（交換レンズ）２００とに分割したものである。また、交換レンズが被写体距離情報を持つか否か（被写体距離検出手段の有無）、および持つ場合、その距離情報をカメラユニット１００に送信し、カメラユニット１００のファインダー１７にて確認できるようにしたものである。
図８において図１と共通の部材またはブロックには図１と同一の符号を付してある。

図８において、カメラユニット１００のカメラ制御手段２０と交換レンズ２００のレンズ制御手段１８とはカメラ接点２１およびレンズ接点２２を介して通信を行う。カメラ制御手段２０は、カメラのズームキー命令やＡＦのための合焦信号（ＡＦ信号）を生成するプロセス回路１３の出力や、絞り動作のための出力などをレンズ制御手段１８に送信する。レンズ制御手段１８はその情報からズームやＡＦや絞りの動作を行い、ズーム位置、フォーカス位置、絞り位置等の情報をカメラ制御手段２０に送信する。

また、レンズ制御手段１８は、距離情報機能有無の情報を持ち、かつ距離情報の精度を判定する精度判定手段を有する。そして、カメラ制御手段２０との通信内容に前述の被写体距離情報とともに距離情報機能有無の情報および距離情報の精度に関する情報も含めて送る。
例えば交換レンズの制御手段１８はあらかじめその表示のための被写体距離計算手段を有し、レンズ制御手段１８はカメラ制御手段２０にその情報を通信する。
カメラ制御手段２０はレンズ制御手段１８との通信により距離表示機能があることを認識すると、レンズ制御手段１８からの距離情報をファインダー１７に表示する。その際、レンズ制御手段１８からの精度に関する情報に応じて前述した図２〜４のようにファインダー上に精度情報に合わせた距離表示を行う。図示しないが、精度情報によっては表示しなくても良い。
制御手段１８と２０は、上述のような通信を通じて図１の制御手段７と同様に動作する。

なお、ここでいう精度情報とは精度「保証有り、なし」であったり、また、精度をある所定の数値、例えば何％以内であるといった定義としてもよく、特に限定するものではない。実施例１と同様に計算または検出した誤差を％表示したり、誤差量によって色や大きさ、点滅時間を変更してもよい。

図７にフローを示す。表示の変更は精度情報に応じて行い、表示方法の変更は色で行う場合の例である。
レンズ制御手段１８は、ステップ７０１においてレンズが装着され、カメラからの電源がＯＮされると動作を開始する。次にステップ７０２においてこのレンズが距離計算機能があるか無いかを検出し、ステップ７０３において機能の有無をカメラに送信する。
ステップ７０４においてカメラ制御手段２０はレンズからのデータにより距離表示の可否を判定する。可であればステップ７０５においてファインダーに距離表示が可能とし表示の準備または表示するなど表示のための対応を行う。なければステップ７０６において距離表示なしとし表示を行わない非表示等の対応を行う。

レンズに距離計算機能がある場合、レンズ制御手段１８は、ステップ７０７において距離の計算を行い、ステップ７０８においてズーム位置を読み込み、ステップ７０９において距離計算結果の精度が保証し得るものであるか否かを判定する。精度が保証できればステップ７１０において距離計算結果と精度保証ＯＫ情報を、精度が保証できなければステップ７１１において距離計算結果と精度保証ができない情報をカメラ制御手段２０に送信する。

カメラ制御手段２０は、精度保証ＯＫ情報を受信すると、ステップ７１２において受信した距離計算結果を被写体距離として白色でファインダー内に表示する。一方、精度が保証できない情報を受信すると、ステップ７１３において受信した距離計算結果を被写体距離として灰色でファインダー内に表示する。
このようにして交換レンズにおいても距離表示の方法を変えることで撮影者に距離表示精度を知らせることができ、撮影者はこの状態に合わせて距離表示機能を活用できるようになる。

以上のように、上述の実施例によれば、距離表示精度による課題が解決でき、この課題による撮影者が表示される距離精度に誤差があるとは知らずに表示されている距離情報からピント合わせを行う場合に、被写体までの距離に表示を合わせても、実際にはピントが合わないといったことがなくなる撮像装置、および交換レンズシステムが提供できる。

本発明の第１の実施例に係るレンズカメラ一体型カメラの構成を示すブロック図である。 図１のカメラにおけるファインダー上被写体距離表示の第１の例を示す図である。 図１のカメラにおけるファインダー上被写体距離表示の第２の例を示す図である。 図１のカメラにおけるファインダー上被写体距離表示の第３の例を示す図である。 図１のカメラの動作説明のためのフローチャートである。 本発明の第２の実施例に係るレンズ交換可能なカメラシステムの構成を示すブロック図である。 図６のカメラの動作説明のためのフローチャートである。 従来のカメラの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１：リアフォーカスズームレンズ（ＲＦＺレンズ）
１０１：第１のレンズ群（前玉）
１０２：第２のレンズ群（バリエータ）
１０３：第３のレンズ群（アフォーカル）
１０４：第４のレンズ群（ＲＲ）
２：光電変換素子
３：絞り部材
４：絞り駆動手段
５：絞り位置検出手段
６：検出回路
７：制御手段
８、９：駆動手段
１０、１１：ドライバ
１７：ファインダー
１８：レンズ制御手段
２０：カメラ制御手段
１００：カメラユニット
２００：レンズユニット

Claims (2)

1. ズームレンズと、フォーカスレンズと、前記フォーカスレンズのフォーカス位置を移動させる手段と、前記フォーカスレンズのフォーカス位置を検出する手段と、前記フォーカスレンズのフォーカス位置から被写体距離を算出する算出手段と、前記被写体距離を表示する表示手段と、前記算出手段により算出された被写体距離の精度を判定する判定手段と、を有する撮像装置において、
   前記判定手段は、前記ズームレンズのズーム倍率が所定倍率以上である場合に前記表示された被写体距離の精度が保証できないと判定し、前記ズームレンズのズーム倍率が前記所定倍率未満である場合に前記表示された被写体距離の精度が保証できると判定し、
   前記ズームレンズのズーム倍率が所定倍率以上である場合と、前記ズームレンズのズーム倍率が前記所定倍率未満である場合とで前記表示手段の表示方法を変更することを特徴とする撮像装置。
2. 更に、絞り部材と、前記絞り部材を駆動する絞り駆動手段と、前記絞り部材の位置を検出する手段と、を有し、
   前記絞り部材の位置に応じて前記所定倍率を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

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