JP5398337B2 - 撮像装置およびその制御方法、交換レンズ - Google Patents

撮像装置およびその制御方法、交換レンズ Download PDF

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本発明は、交換レンズの着脱が可能な撮像装置に関し、特に交換レンズのズーム動作によるピントずれを補正する機能を有する撮像装置に関する。
レンズ交換タイプの撮像装置に装着される交換レンズにおいては、ワイド側とテレ側のうち一方の焦点距離で被写体にピントが合った状態から他方の焦点距離にズーム動作をしたときでも、同じ被写体にピントが合っていることが望ましい。
このため、従来の交換レンズ又は撮像装置では、ズーム動作に伴う像面変動を補正するためにズーム動作に応じてフォーカスレンズを移動させる、いわゆるズームトラッキング制御(フォーカス補正制御)が行われることが多い(例えば、特許文献1参照)。ズームトラッキング制御には、変倍レンズの位置(焦点距離)と被写体距離と合焦が得られるフォーカスレンズの位置との関係を示すズームトラッキングデータ(フォーカス補正情報)が必要である。
特開平01−321416号公報
ズームトラッキングデータを撮像装置に予め記憶させてズームトラッキング制御を行う場合、該撮像装置に装着可能な様々なタイプの交換レンズごとにズームトラッキングデータを撮像装置に記憶させておく必要がある。
しかしながら、撮像装置に装着可能な交換レンズには、予め撮像装置にズームトラッキングデータを記憶させておくことができるものだけでなく、予め該データを記憶させておくことができないもの(新規に製品化された又は他社製の交換レンズ)がある。そして、予めズームトラッキングデータを記憶させておくことができない交換レンズが撮像装置に装着された場合には、該撮像装置においてズームトラッキング制御を行うことができない。
本発明は、装着された交換レンズのフォーカス補正情報を作成してフォーカス補正制御を行うことが可能な撮像装置を提供する。
本発明の一側面としての撮像装置は、焦点距離が可変である交換レンズの着脱が可能な撮像装置であって、該撮像装置に装着された交換レンズの焦点距離が特定焦点距離に設定された状態で該交換レンズのフォーカス補正情報を作成する補正情報作成手段と、ユーザの操作に応じて前記フォーカス補正情報を前記特定焦点距離に関連付けて記憶手段に記憶させる登録手段であって、ユーザに対して、該撮像装置に装着された交換レンズの焦点距離の前記特定焦点距離への設定を指示するためのガイド情報を提示する際に、該撮像装置に装着された交換レンズのワイド端とテレ端の焦点距離の情報が含まれているか否かに応じて提示するガイド情報を変える登録手段と、前記交換レンズの焦点距離が変更されたときに、該変更後の焦点距離と前記記憶手段から読み出した前記フォーカス補正情報とを用いて前記交換レンズのフォーカス補正制御を行う制御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、焦点距離が可変である交換レンズの着脱が可能な撮像装置の制御方法であって、該撮像装置に装着された交換レンズの焦点距離が特定焦点距離に設定された状態で該交換レンズのフォーカス補正情報を作成するステップと、ユーザの操作に応じて前記フォーカス補正情報を前記特定焦点距離に関連付けて記憶手段に記憶させるステップであって、ユーザに対して、該撮像装置に装着された交換レンズの焦点距離の前記特定焦点距離への設定を指示するためのガイド情報を提示する際に、該撮像装置に装着された交換レンズのワイド端とテレ端の焦点距離の情報が含まれているか否かに応じて提示するガイド情報を変えるステップと、前記交換レンズの焦点距離が変更されたときに、該変更後の焦点距離と前記記憶手段から読み出したフォーカス補正情報とを用いて交換レンズのフォーカス補正制御を行うステップとを有することを特徴とする
本発明では、撮像装置に装着された交換レンズのフォーカス補正情報を作成し、該フォーカス補正情報を用いてフォーカス補正制御を行う。このため、本発明によれば、予めフォーカス補正情報が撮像装置に記憶されていない交換レンズが撮像装置に装着された場合でも、該撮像装置によって該交換レンズのフォーカス補正制御を行うことができる。
本発明の実施例である撮像装置の構成を示すブロック図。 実施例の撮像装置で行われるフォーカス補正情報の登録処理を示すフローチャート。 実施例の撮像装置において交換レンズの焦点距離設定を指示するガイド情報の表示例を示す図。 実施例の撮像装置で行われるフォーカス補正制御(ズームトラッキング制御)を示すフローチャート。 実施例の撮像装置において作成されるズームトラッキングデータの例を示す図。 実施例の撮像装置において作成されるズームトラッキングデータの他の例を示す図。
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には、本発明の実施例である撮像装置としての一眼レフデジタルカメラの構成を示す。なお、ここでは一眼レフデジタルカメラについて説明するが、本発明は、レンズ交換タイプのビデオカメラにも適用することができる。
図1において、127はカメラ本体、116はカメラ本体127に着脱可能な交換レンズである。交換レンズ116は、焦点距離が可変であるズームレンズである。なお、カメラ本体127には、図示した交換レンズ116に限らず、複数の異なるタイプの交換レンズを選択的に装着可能である。
交換レンズ116において、101は撮影光学系である。該撮影光学系には、光軸方向に移動して変倍(ズーム)を行う変倍レンズ101aと、光軸方向に移動して変倍に伴う像面変動補正と焦点調節とを行うフォーカスレンズ101bと、光量を調節する不図示の絞りとが含まれている。113はフォーカスレンズ101bを光軸方向に移動させるレンズ駆動モータであり、114は該レンズ駆動モータ113を制御するレンズ駆動回路である。変倍レンズ101aは、交換レンズ116に設けられた不図示のズーム操作部材が操作されることで、そのマニュアル操作力又はアクチュエータの駆動力によって光軸方向に移動される。
また、115はカメラ本体127との通信を行うためのレンズ通信回路である。128はメモリ(EEPROM)である。
カメラ本体127において、112は撮影光学系101を通過した被写体からの光によって形成された被写体像を光電変換するCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子である。撮像素子112は、被写体像の明るさに応じた電荷を蓄積し、該電荷をアナログ信号として出力する。
102は半透過部を有する主ミラーであり、後述するファインダ光学系による被写体観察を可能とし、かつ撮影光学系101の焦点状態の検出が行われる際には、図に示すように、撮影光学系101から撮像素子112までの撮影光路内に斜めに配置される。また、主ミラー102は、撮像素子112から出力を用いて記録用画像を取得する際には、撮影光路外に退避する。
主ミラー102は、撮影光路内に配置された状態で、撮影光学系101を通過した光の一部をピント板103、ペンタプリズム104および接眼レンズ105により構成されるファインダ光学系に導く。
106はサブミラーであり、主ミラー102とともに撮影光路の内外に移動する。主ミラー102の半透過部を通過した光は、サブミラー106によって下方へ反射され、焦点検出部107に入射する。焦点検出部107には焦点検出光学系と焦点検出センサとが設けられており、焦点検出光学系により形成された2つの被写体像の位相差が焦点検出センサにより検出される。焦点検出回路108は、焦点検出センサにより検出された位相差に基づいて、撮影光学系101の焦点状態(デフォーカス量)を算出する。
126はカメラ本体127および交換レンズ116により構成されるカメラシステム全体の制御を司る、CPU等により構成されるシステムコントローラである。システムコントローラ126には、上述した焦点検出回路108と、主ミラー102およびサブミラー106を移動させるミラー駆動回路109と、フォーカルプレーンシャッター111を制御するシャッター制御回路110とが接続されている。
さらに、システムコントローラ126には、上述したレンズ通信回路115が、不図示のレンズマウントに設けられた電気接点を介して接続されている。レンズ通信回路115は、システムコントローラ126から送信された通信コマンドを解析し、該通信コマンドに対応したレンズ情報をシステムコントローラ126に返送する。通信コマンドには、交換レンズ116の固有情報であるレンズ識別情報(レンズ機種名、製造番号等)の送信要求が含まれ、これを受けたレンズ通信回路115は、メモリ128に記憶されたレンズ識別情報をシステムコントローラ126に返送する。これにより、システムコントローラ126は、装着されている交換レンズ116のレンズ識別情報を取得することができる。
また、システムコントローラ126には、カメラシステムを制御するためのパラメータやデータを記憶した記憶手段としてのメモリ(EEPROM)121が接続されている。
さらに、システムコントローラ126には、画像の生成および記録のための制御をシステムコントローラ126からの命令に基づいて実行する画像データコントローラ119が接続されている。
画像データコントローラ119には、撮像素子112から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ117と、A/Dコンバータ117から出力されたデジタル信号を処理して画像データを生成する画像処理回路118とが接続されている。さらに、画像データコントローラ119には、生成された画像データを一時的に記憶するための画像メモリ(DRAM)120と、画像メモリ120に記憶された画像データの圧縮を行う画像圧縮回路122とが接続されている。
画像圧縮回路122で圧縮された画像データは、カメラ本体127に着脱可能な記録媒体(半導体メモリや光ディスク等)123に記録される。
124はLCD等の表示素子を含む表示回路であり、画像データコントローラ119から送られてくる画像データや、後述するフォーカス補正情報の登録画面(ユーザーインタフェース)をシステムコントローラ126の命令に基づいて表示する。
そして、システムコントローラ126は、フォーカス補正情報を作成する補正情報作成手段、および該フォーカス補正情報をメモリ121に記憶させる(登録する)登録手段として機能する。さらに、システムコントローラ126は、メモリ121に記憶されたフォーカス補正情報を用いて、フォーカスレンズ101bの像面変動補正のためのフォーカス補正制御を行う制御手段としても機能する。
125はユーザによって操作される操作部(操作手段)である。該操作部125は、カメラシステムの電源をON/OFFするための電源スイッチや、撮影モードを設定するためのモードダイヤルや、撮影条件(シャッター秒時、絞り値等)を設定するためのスイッチや、レリーズボタン等の操作部材を含む。さらに、操作部125は、フォーカス補正情報の登録処理を指示するためにユーザにより操作される登録操作部材や、登録処理における確認入力を行うためのOKボタンおよびNGボタンが設けられている。
次に、図2のフローチャートを用いて、本実施例のカメラ(システムコントローラ126)における交換レンズ116のフォーカス補正情報の登録処理(制御方法)について説明する。この登録処理は、システムコントローラ126がコンピュータプログラムに従って実行する。該登録処理では、交換レンズ116およびカメラ本体127から被写体までの距離は固定される。また、以下の説明において、フォーカス補正情報をフォーカス補正値という。
操作部125の電源スイッチが操作されると、カメラ本体127および交換レンズ116に電力が供給され、システムコントローラ126は本処理を開始する。
ステップS101では、システムコントローラ126は、交換レンズ116と通信を行い、交換レンズ116からレンズ識別情報を取得する。
次にステップS102では、システムコントローラ126は、操作部125の登録操作部材が操作されたか否か(フォーカス補正値の登録画面を表示するか否か)を判定する。システムコントローラ126は、登録操作部材が操作された場合はステップS103に進み、操作されなければ本処理を終了する。
ステップS103では、システムコントローラ126は、登録画面を表示回路124に表示させる。そして、システムコントローラ126は、ステップS101にて取得したレンズ識別情報から、装着されている交換レンズ116が既にフォーカス補正値が登録されている交換レンズであるか否かを判定する。システムコントローラ126は、登録済みの交換レンズである場合はステップS104に進み、未登録の交換レンズである場合はステップS105に進む。
ステップS105では、システムコントローラ126は、登録済みのフォーカス補正値を再登録するか否か確認するための確認画面を表示回路124に表示させる。システムコントローラ126は、この状態でOKボタンが操作された場合は再登録を行うためにステップS104に進み、OKボタンが操作されなければ本処理を終了する。
ステップS104では、システムコントローラ126は、ステップS101で取得したレンズ識別情報に交換レンズ116のワイド端とテレ端の焦点距離の情報が含まれているか否かを確認する。システムコントローラ126は、焦点距離情報が含まれている場合はステップS111に進み、含まれていない場合はS106に進む。
ステップS106では、表示回路124に、ユーザに対して交換レンズ116の焦点距離のワイド端への設定を指示するためのガイド画面(ガイド情報)を表示させる。例えば、「レンズをワイド端に合わせてOKボタンを押してください」と表示させる。ユーザが交換レンズ116をワイド端に操作してOKボタンを押すと、システムコントローラ126はステップS107に進む。
ステップ107では、システムコントローラ126は、交換レンズ116との通信により、交換レンズ116の現在の焦点距離を取得し、その値をワイド端の焦点距離としてメモリ121に記憶させる。そして、ステップS108に進む
ステップS108では、システムコントローラ126は、ユーザに対して交換レンズ116の焦点距離のテレ端への設定を指示するためのガイド画面を表示させる。例えば、「レンズをテレ端に合わせてOKボタンを押してください」と表示させる。ユーザが交換レンズ116をテレ端に操作してOKボタンを押すと、システムコントローラ126はステップS109に進む。
ステップS109では、システムコントローラ126は、交換レンズ116との通信により、交換レンズ116の現在の焦点距離を取得し、その値をテレ端の焦点距離としてメモリ121に記憶させる。そして、ステップS110に進む
ステップS110では、システムコントローラ126は、表示回路124に、ステップS107とステップS109で取得したワイド端およびテレ端の焦点距離(ワイド端からテレ端までの焦点距離範囲)を表示する。そして、表示回路124に、表示された焦点距離範囲が正しい否かをユーザに確認するための確認画面を表示する。システムコントローラ126は、ユーザがOKボタンを押すとステップS111に進み、NGボタンを押すとステップS106に戻る。
ステップS111では、システムコントローラ126は、ワイド端からテレ端までの焦点距離範囲に応じて、実際にフォーカス補正値を取得する数と、その数に対応したフォーカス補正値を取得する特定焦点距離とを計算する。例えば、焦点距離範囲が大きいほど、フォーカス補正値の取得数を多くすることが好ましい。特定焦点距離には、テレ端およびワイド端を含めることが好ましい。そして、システムコントローラ126は、ステップS112に進む。
ステップS112では、システムコントローラ126は、交換レンズ116の現在の焦点距離(YY)が、ステップS111で計算した特定焦点距離(XX)のうちの1つに一致しているか否かを判定する。システムコントローラ126は、実際の焦点距離が特定焦点距離に一致している場合はステップS113に進み、一致していない場合はステップS114に進む。
ステップS114では、システムコントローラ126は、ユーザに、特定焦点距離に交換レンズ116の焦点距離を合わせることを指示するガイド画面(ガイド情報)を表示回路124に表示(提示)させる。このときのガイド画面の例を図3に示す。
図3において、「XX」は特定焦点距離である。システムコントローラ126は、テレ端が特定焦点距離の1つである場合は、テレ端の焦点距離を「XX」にまず表示させる。テレ端が特定焦点距離に含まれない場合又は既に後述するステップS113でテレ端に対応するフォーカス補正値が記憶された場合は、テレ端に最も近い焦点距離を「XX」に表示させる。この後、1つの特定焦点距離に対応するフォーカス補正値が記憶されるごとに、「XX」に表示する特定焦点距離を変更する。
「YY」は現在の焦点距離である。ユーザは、「YY」を「XX」に一致させるようにズーム操作を行えばよいので、容易に実際の焦点距離を特定焦点距離に合わせることができる。なお、このようなガイド情報は、表示回路124への表示に限らず、音声によってユーザに提示してもよい。
そして、システムコントローラ126は、再度ステップS112において、実際の焦点距離(YY)が特定焦点距離(XX)に一致したか否かを判定し、一致した場合はステップS113に進み、一致していない場合はステップS114を繰り返す。
ステップS113では、システムコントローラ126は、距離が固定された被写体に対して交換レンズ116のフォーカスが合うのを待つ。交換レンズ116のフォーカスを該被写体に合わせる方法としては、焦点検出回路108で算出されたデフォーカス量を用いたオートフォーカスを行う方法でもよいし、ユーザがマニュアル操作でフォーカスを合わせて操作部125のOKボタンを押す方法でもよい。
そして、システムコントローラ126は、交換レンズ116のフォーカスが合ったときのフォーカスレンズ101bの位置の情報を交換レンズ116から取得して、該位置からフォーカス補正値を作成する。そして、作成したフォーカス補正値を特定焦点距離に関連付けてメモリ121に記憶させる。単純には、交換レンズ116から取得したフォーカスレンズ101bの位置をそのままフォーカス補正値としてメモリ121に記憶させてもよい。また、被写体を照らす光源の種類等の撮影条件を公知の方法で判別し、該判別結果に応じて交換レンズ116から取得したフォーカスレンズ101bの位置に補正を加え、該補正後のフォーカスレンズ位置をフォーカス補正値としてメモリ121に記憶させてもよい。このようにして1つの特定焦点距離でのフォーカス補正値を記憶するごとに、システムコントローラ126はステップS115に進む。
ステップS115では、システムコントローラ126は、ステップS111で計算したすべての特定焦点距離でのフォーカス補正値の記憶が完了したか否かを判定する。システムコントローラ126は、該記憶が完了していない場合はステップS114に戻り、次の特定焦点距離(XX)をガイド画面に表示する。該記憶が完了した場合は、ステップS116に進む。
ステップS116では、システムコントローラ126は、すべてのフォーカスの補正値を登録するか否かの確認画面を表示回路124に表示させる。システムコントローラ126は、ユーザがOKボタンを押すとステップS117に進み、NGボタンを押すと本処理を終了する。
ステップS117では、システムコントローラ126は、すべてのフォーカス補正値をメモリ121に保存(登録)し、本処理を終了する。
このようにしてメモリ121に記憶された複数のフォーカス補正値は、図5に示すように、交換レンズ116において設定可能な焦点距離(ズームレンズ位置)の範囲でのズームトラッキングデータとして用いられる。図中の白丸は、各特定焦点距離に関連付けられてメモリ121に記憶されたフォーカス補正値を示す。
ここまでの登録処理では、固定された1つの被写体距離でのフォーカス補正値を登録する場合について説明したが、同様にして様々な被写体距離でのフォーカス補正値も登録するとよい。これにより、図6に示すように、近距離から遠距離までの複数の被写体距離に対するズームトラッキングデータが得られる。
次に、登録されたフォーカス補正値(ズームトラッキングデータ)を用いたフォーカス補正制御(ズームトラッキング制御)について、図4のフローチャートを用いて説明する。このフォーカス補正制御は、システムコントローラ126がコンピュータプログラムに従って実行する。
ステップS201では、システムコントローラ126は、装着された交換レンズ116からレンズ識別情報を取得する。そして、ステップS202では、システムコントローラ126は、取得したレンズ識別情報に対応するフォーカス補正値がメモリ121に登録されているか否かを判定する。システムコントローラ126は、フォーカス補正値が登録されている場合はステップS203に進み、登録されていない場合はステップS210に進む。
ステップS210では、システムコントローラ126は、表示回路124に、フォーカス補正制御を行えないこと(例えば、「このレンズではズームトラッキングができません」)を表示させる。そして、本処理を終了する。
一方、ステップS203では、システムコントローラ126は、取得したレンズ識別情報に対応して登録されたすべてのフォーカス補正値をメモリ121から読み出す。
次に、ステップS204では、システムコントローラ126は、交換レンズ116において、ズーム操作(焦点距離の変更)がなされたか否かを判定する。システムコントローラ126は、ズーム操作がなされた場合にはステップS205に進み、ズーム操作がなされていない場合はこのステップでの判定を繰り返す。
ステップS205では、システムコントローラ126は、交換レンズ116からズーム操作後(変更後)の焦点距離の情報を取得し、該変更後の焦点距離に対応するフォーカス補正値を用いてフォーカスレンズ101bを移動させる。すなわち、フォーカス補正制御を行う。
ここで、変更後の焦点距離が前述した登録処理で設定された特定焦点距離と異なる場合は、該変更後の焦点距離に近い複数の特定焦点距離に対応するフォーカス補正値を用いた補間演算によって該変更後の焦点距離に対応するフォーカス補正値を算出すればよい。
以上説明したように、本実施例では、カメラ本体127に装着された交換レンズ116のフォーカス補正値をシステムコントローラ126にて作成することができる。このため、予めフォーカス補正値がメモリ121に記憶されていない交換レンズがカメラ本体127に装着された場合でも、システムコントローラ126による交換レンズ116のフォーカス補正制御を行うことができる。
なお、作成したフォーカス補正値を交換レンズ116に送信し、交換レンズ116内のメモリ(記憶手段)128に保存させるようにしてもよい。この場合、交換レンズ116がカメラ本体127に装着されたときに、システムコントローラ126がメモリ128からフォーカス補正値を読み出せば、システムコントローラ126による交換レンズ116のフォーカス補正制御を行うことができる。
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。
装着された交換レンズのフォーカス補正情報を作成してフォーカス補正制御を行える撮像装置を実現する。
101 撮影光学系
116 交換レンズ
121,128 メモリ
124 表示回路
125 操作スイッチ
126 システムコントローラ
127 カメラ本体

Claims (5)

  1. 焦点距離が可変である交換レンズの着脱が可能な撮像装置であって、
    該撮像装置に装着された交換レンズの焦点距離が特定焦点距離に設定された状態で該交換レンズのフォーカス補正情報を作成する補正情報作成手段と、
    ユーザの操作に応じて前記フォーカス補正情報を前記特定焦点距離に関連付けて記憶手段に記憶させる登録手段であって、ユーザに対して、該撮像装置に装着された交換レンズの焦点距離の前記特定焦点距離への設定を指示するためのガイド情報を提示する際に、該撮像装置に装着された交換レンズのワイド端とテレ端の焦点距離の情報が含まれているか否かに応じて提示するガイド情報を変える登録手段と、
    前記交換レンズの焦点距離が変更されたときに、該変更後の焦点距離と前記記憶手段から読み出した前記フォーカス補正情報とを用いて前記交換レンズのフォーカス補正制御を行う制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
  2. 前記登録手段は、該撮像装置に装着された交換レンズから取得した該交換レンズの固有情報と前記フォーカス補正情報とを関連付けて前記記憶手段に記憶させ、
    前記制御手段は、前記記憶手段に前記固有情報に関連付けられて記憶された前記フォーカス補正情報を用いて前記フォーカス補正制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記補正情報作成手段は、前記交換レンズの焦点距離が前記特定焦点距離に設定された状態において、該交換レンズのフォーカスが合ったときのフォーカスレンズの位置から前記フォーカス補正情報を作成することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
  4. 請求項1からのいずれか1つに記載の撮像装置に装着される交換レンズであって、
    前記記憶手段を有することを特徴とする交換レンズ。
  5. 焦点距離が可変である交換レンズの着脱が可能な撮像装置の制御方法であって、
    該撮像装置に装着された交換レンズの焦点距離が特定焦点距離に設定された状態で該交換レンズのフォーカス補正情報を作成するステップと、
    ユーザの操作に応じて前記フォーカス補正情報を前記特定焦点距離に関連付けて記憶手段に記憶させるステップであって、ユーザに対して、該撮像装置に装着された交換レンズの焦点距離の前記特定焦点距離への設定を指示するためのガイド情報を提示する際に、該撮像装置に装着された交換レンズのワイド端とテレ端の焦点距離の情報が含まれているか否かに応じて提示するガイド情報を変えるステップと、
    前記交換レンズの焦点距離が変更されたときに、該変更後の焦点距離と前記記憶手段から読み出したフォーカス補正情報とを用いて交換レンズのフォーカス補正制御を行うステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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