JP5953679B2 - Lens barrel and camera system - Google Patents
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Description
本発明は、レンズ鏡筒およびカメラシステムに関する。 The present invention relates to a lens barrel and a camera system.
従来より、光軸方向に沿って焦点調節レンズを微小に往復駆動させるウォブリング駆動を行ないながら、光学系の焦点調節を行なう撮像装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an imaging apparatus that performs focus adjustment of an optical system while performing wobbling driving that finely reciprocates a focus adjustment lens along the optical axis direction (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来技術では、ズームレンズの光軸方向における位置によっては、焦点調節レンズのウォブリング駆動を行なった際における、画角の変動率が大きくなってしまい、撮影画像の品質が低下してしまうという問題があった。 However, in the prior art, depending on the position of the zoom lens in the optical axis direction, the fluctuation rate of the angle of view when the wobbling drive of the focus adjustment lens is increased, and the quality of the captured image is deteriorated. There was a problem.
発明が解決しようとする課題は、好適なウォブリング制御に適したレンズ鏡筒を提供することである。 The problem to be solved by the invention is to provide a lens barrel suitable for suitable wobbling control.
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は本発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In the following description, the reference numerals corresponding to the drawings showing the embodiments of the present invention are used for explanation, but these reference numerals are only for facilitating the understanding of the present invention and are not intended to limit the invention. Absent.
[1]請求項1に記載されたレンズ鏡筒は、フォーカスレンズを駆動する駆動部と、前記フォーカスレンズをウォブリングさせる指示をカメラボディから受信する送受信部と、前記送受信部により前記指示が受信された場合、前記フォーカスレンズをウォブリングさせた場合における像倍率の変動量を算出し、前記像倍率の変動量が閾値未満か否かによって前記フォーカスレンズをウォブリングさせるか否かを判断する判断部と、前記判断部により前記フォーカスレンズをウォブリングさせると判断されたとき前記駆動部に前記フォーカスレンズをウォブリングさせ、前記判断部により前記フォーカスレンズをウォブリングさせると判断されないとき前記駆動部に前記フォーカスレンズをウォブリングさせない制御部とを有する。
[1] The lens barrel described in
本実施形態によれば、好適なウォブリング制御に適したレンズ鏡筒を提供できる。 According to this embodiment, a lens barrel suitable for suitable wobbling control can be provided.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ1を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ1(以下、単にカメラ1という。)は、カメラ本体2とレンズ鏡筒3から構成され、これらカメラ本体2とレンズ鏡筒3はマウント部4により着脱可能に結合されている。
FIG. 1 is a main part configuration diagram showing a
レンズ鏡筒3は、カメラ本体2に着脱可能な交換レンズである。図1に示すように、レンズ鏡筒3には、レンズ31,32,33,34、および絞り35を含む撮影光学系が内蔵されている。
The
レンズ33は、フォーカスレンズであり、光軸L1方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ33は、レンズ鏡筒3の光軸L1に沿って移動可能に設けられ、フォーカスレンズ用エンコーダ332によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ331によってその位置が調節される。
The
このフォーカスレンズ33の光軸L1に沿う移動機構の具体的構成は特に限定されない。一例を挙げれば、レンズ鏡筒3に固定された固定筒に回転可能に回転筒を挿入し、この回転筒の内周面にヘリコイド溝(螺旋溝)を形成するとともに、フォーカスレンズ33を固定するレンズ枠の端部をヘリコイド溝に嵌合させる。そして、フォーカスレンズ駆動モータ331によって回転筒を回転させることで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ33が光軸L1に沿って直進移動することになる。
The specific configuration of the moving mechanism along the optical axis L1 of the
上述したようにレンズ鏡筒3に対して回転筒を回転させることによりレンズ枠に固定されたフォーカスレンズ33は光軸L1方向に直進移動するが、その駆動源としてのフォーカスレンズ駆動モータ331がレンズ鏡筒3に設けられている。フォーカスレンズ駆動モータ331と回転筒とは、たとえば複数の歯車からなる変速機で連結され、フォーカスレンズ駆動モータ331の駆動軸を何れか一方向へ回転駆動すると所定のギヤ比で回転筒に伝達され、そして、回転筒が何れか一方向へ回転することで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ33が光軸L1の何れかの方向へ直進移動することになる。なお、フォーカスレンズ駆動モータ331の駆動軸が逆方向に回転駆動すると、変速機を構成する複数の歯車も逆方向に回転し、フォーカスレンズ33は光軸L1の逆方向へ直進移動することになる。
As described above, the
フォーカスレンズ33の位置はフォーカスレンズ用エンコーダ332によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ33の光軸L1方向の位置は回転筒の回転角に相関するので、たとえばレンズ鏡筒3に対する回転筒の相対的な回転角を検出すれば求めることができる。
The position of the
本実施形態のフォーカスレンズ用エンコーダ332としては、回転筒の回転駆動に連結された回転円板の回転をフォトインタラプタなどの光センサで検出して、回転数に応じたパルス信号を出力するものや、固定筒と回転筒の何れか一方に設けられたフレキシブルプリント配線板の表面のエンコーダパターンに、何れか他方に設けられたブラシ接点を接触させ、回転筒の移動量(回転方向でも光軸方向の何れでもよい)に応じた接触位置の変化を検出回路で検出するものなどを用いることができる。
As the
フォーカスレンズ33は、上述した回転筒の回転によってカメラボディ側の端部(至近端ともいう)から被写体側の端部(無限端ともいう)までの間を光軸L1方向に移動することができる。ちなみに、フォーカスレンズ用エンコーダ332で検出されたフォーカスレンズ33の現在位置情報は、レンズ制御部36を介して後述するカメラ制御部21へ送出され、フォーカスレンズ駆動モータ331は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ33の駆動位置が、カメラ制御部21からレンズ制御部36を介して送出されることにより駆動する。
The
また、レンズ32は、ズームレンズであり、光軸L1方向に移動することで、撮影光学系の撮影倍率を調節可能となっている。ズームレンズ32も、上述したフォーカスレンズ33と同様に、ズームレンズ用エンコーダ322によってその位置が検出されつつズームレンズ駆動モータ321によってその位置が調節される。ズームレンズ32の位置は、操作部28に設けられたズームボタンを操作することにより、あるいは、カメラ鏡筒3に設けられたズーム環(不図示)を操作することにより、調節される。なお、ズームレンズ32の光軸L1に沿う移動機構は、上述したフォーカスレンズ31の移動機構と同様とすることができる。また、ズームレンズ用エンコーダ322およびズームレンズ駆動モータ321の構成も、上述したフォーカスレンズ用エンコーダ332およびフォーカスレンズ駆動モータ331と同様とすることができる。
The
絞り35は、上記撮影光学系を通過して撮像素子22に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸L1を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り35による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部21からレンズ制御部36を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体2に設けられた操作部28によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部21からレンズ制御部36に入力される。絞り35の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部36で現在の開口径が認識される。
The
レンズメモリ37は、レンズ鏡筒3の撮影距離や、フォーカスレンズ33の駆動速度の情報などの各種レンズ情報を記憶するメモリである。また、レンズメモリ37は、ズームレンズ32の光軸L1方向における位置ごとに、フォーカスレンズ33の光軸L1方向における単位移動量と、撮影光学系による像の倍率変動との関係を示す像倍率変動テーブルを記憶している。
The
レンズ制御部36は、カメラ制御部21とマウント部4に設けられた電気信号接点部41により電気的に接続され、カメラ制御部21からの指令に基づき、ズームレンズ32の駆動や、フォーカスレンズ33の駆動、絞り34による開口径の調節などを行なうとともに、ズームレンズ32の位置や、フォーカスレンズ33の位置、絞り34の開口径などのレンズ情報をカメラ制御部21に送信する。また、レンズ制御部36は、カメラ制御部21からフォーカスレンズ33をウォブリング駆動させるためのウォブリング駆動信号を受信した場合に、後述するように、ズームレンズ用エンコーダ322によって検出されたズームレンズ32のレンズ位置、およびレンズメモリ37に記憶されている倍率変動テーブルを参照し、フォーカスレンズ33のウォブリング駆動を実行するか否かの判定を行なう。
The lens control unit 36 is electrically connected to the
一方、カメラ本体2には、上記撮影光学系からの光束L1を受光する撮像素子22が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター23が設けられている。撮像素子22はCCDやCMOSなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部21に送出する。カメラ制御部21に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路25に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ(EVF)26に表示されるとともに、操作部28に備えられたレリーズボタン(不図示)が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるカメラメモリ24に記録される。なお、カメラメモリ24は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。撮像素子22の構造の詳細は後述する。
On the other hand, the
カメラ本体2には、撮像素子22で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ(EVF)26と、これを駆動する液晶駆動回路25と、接眼レンズ27とを備えている。液晶駆動回路25は、撮像素子22で撮像され、カメラ制御部21へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ26を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ27を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸L2による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体2の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。
The
カメラ本体2にはカメラ制御部21が設けられている。カメラ制御部21は、マウント部4に設けられた電気信号接点部41によりレンズ制御部36と電気的に接続され、このレンズ制御部36からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部36へデフォーカス量や絞り開口径などの情報や、フォーカスレンズ31を駆動させるための駆動指令を送信する。また、カメラ制御部21は、上述したように撮像素子22から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ26の液晶駆動回路25やカメラメモリ24に出力する。また、カメラ制御部21は、撮像素子22からの画像情報の補正やレンズ鏡筒3の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ1全体の制御を司る。
A
また、カメラ制御部21は、上記に加えて、撮像素子22から読み出した画素データに基づき、位相検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出、およびコントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出を行う。なお、具体的な焦点状態の検出方法については、後述する。
In addition to the above, the
操作部28は、シャッターレリーズボタンや、動画撮影開始スイッチなどの撮影者がカメラ1の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード/マニュアルフォーカスモードの切換や、オードフォーカスモードの中でも、ワンショットモード/コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。この操作部28により設定された各種モードはカメラ制御部21へ送出され、当該カメラ制御部21によりカメラ1全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでONとなる第1スイッチSW1と、ボタンの全押しでONとなる第2スイッチSW2とを含む。
The
次に、本実施形態に係る撮像素子22について説明する。
Next, the
図2は、撮像素子22の撮像面を示す正面図、図3は、図2のIII部を拡大して焦点検出画素222a,222bの配列を模式的に示す正面図である。
FIG. 2 is a front view showing the imaging surface of the
本実施形態の撮像素子22は、図3に示すように、複数の撮像画素221が、撮像面の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Gと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Rと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Bがいわゆるベイヤー配列(Bayer Arrangement)されたものである。すなわち、隣接する4つの画素群223(稠密正方格子配列)において一方の対角線上に2つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が1つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群223を単位として、当該画素群223を撮像素子22の撮像面に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子22が構成されている。
As shown in FIG. 3, the
なお、単位画素群223の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。また、カラーフィルタの構成や配列はこれに限定されることはなく、補色フィルタ(緑:G、イエロー:Ye、マゼンタ:Mg,シアン:Cy)の配列を採用することもできる。
The
図4は、撮像画素221の一つを拡大して示す正面図、図6は断面図である。一つの撮像画素221は、マイクロレンズ2211と、光電変換部2212と、図示しないカラーフィルタから構成され、図6の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2212が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2211が形成されている。光電変換部2212は、マイクロレンズ2211により撮影光学系31の射出瞳(たとえばF1.0)を通過する撮像光束を受光する形状とされ、撮像光束を受光する。
FIG. 4 is an enlarged front view showing one of the
また、撮像素子22の撮像面の中心、および中心から左右対称位置の3箇所には、上述した撮像画素221に代えて焦点検出画素222a,222bが配列された焦点検出画素列22a,22b,22cが設けられている。そして、図3に示すように、一つの焦点検出画素列は、複数の焦点検出画素222aおよび222bが、互いに隣接して交互に、横一列(22a,22c,22c)に配列されて構成されている。本実施形態においては、焦点検出画素222aおよび222bは、ベイヤー配列された撮像画素221の緑画素Gと青画素Bとの位置にギャップを設けることなく密に配列されている。
In addition, focus
なお、図2に示す焦点検出画素列22a〜22cの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、または二箇所等にすることもでき、また、四箇所以上の位置に配置することもできる。また、実際の焦点検出に際しては、複数配置された焦点検出画素列22a〜22cの中から、ユーザが操作部28を手動操作することにより所望の焦点検出画素列を、焦点検出位置として選択することもできる。
Note that the positions of the focus
図5(A)は、焦点検出画素222aの一つを拡大して示す正面図、図7(A)は、焦点検出画素222aの断面図である。また、図5(B)は、焦点検出画素222bの一つを拡大して示す正面図、図7(B)は、焦点検出画素222bの断面図である。焦点検出画素222aは、図5(A)に示すように、マイクロレンズ2221aと、半円形状の光電変換部2222aとから構成され、図7(A)の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2222aが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2221aが形成されている。また、焦点検出画素222bは、図5(B)に示すように、マイクロレンズ2221bと、光電変換部2222bとから構成され、図7(B)の断面図に示すように、撮像素子22の半導体回路基板2213の表面に光電変換部2222bが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ2221bが形成されている。そして、これら焦点検出画素222aおよび222bは、図3に示すように、互いに隣接して交互に、横一列に配列されることにより、図2に示す焦点検出画素列22a〜22cを構成する。
FIG. 5A is an enlarged front view showing one of the
なお、焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bは、マイクロレンズ2221a,2221bにより撮影光学系の射出瞳の所定の領域(たとえばF2.8)を通過する光束を受光するような形状とされる。また、焦点検出画素222a,222bにはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。ただし、撮像画素221と同じカラーフィルタのうちの一つ、たとえば緑フィルタを備えるように構成することもできる。
The
また、図5(A)、図5(B)に示す焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bは半円形状としたが、光電変換部2222a,2222bの形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、矩形状、多角形状とすることもできる。
In addition, although the
ここで、上述した焦点検出画素222a,222bの画素出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式について説明する。
Here, a so-called phase difference detection method for detecting the focus state of the photographing optical system based on the pixel outputs of the
図8は、図3のVIII-VIII線に沿う断面図であり、撮影光軸L1近傍に配置され、互いに隣接する焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2が、射出瞳350の測距瞳351,352から照射される光束AB1−1,AB2−1,AB1−2,AB2−2をそれぞれ受光していることを示している。なお、図8においては、複数の焦点検出画素222a,222bのうち、撮影光軸L1近傍に位置するもののみを例示して示したが、図8に示す焦点検出画素以外のその他の焦点検出画素についても、同様に、一対の測距瞳351,352から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 3. The
ここで、射出瞳350とは、撮影光学系の予定焦点面に配置された焦点検出画素222a,222bのマイクロレンズ2221a,2221bの前方の距離Dの位置に設定された像である。距離Dは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Dを測距瞳距離と称する。また、測距瞳351,352とは、焦点検出画素222a,222bのマイクロレンズ2221a,2221bにより、それぞれ投影された光電変換部2222a,2222bの像をいう。
Here, the
なお、図8において焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2の配列方向は一対の測距瞳351,352の並び方向と一致している。
In FIG. 8, the arrangement direction of the
また、図8に示すように、焦点検出画素222a−1,222b−1,222a−2,222b−2のマイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2は、撮影光学系の予定焦点面近傍に配置されている。そして、マイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2の背後に配置された各光電変換部2222a−1,2222b−1,2222a−2,2222b−2の形状が、各マイクロレンズ2221a−1,2221b−1,2221a−2,2221b−2から測距距離Dだけ離れた射出瞳350上に投影され、その投影形状は測距瞳351,352を形成する。
As shown in FIG. 8, the
すなわち、測距距離Dにある射出瞳350上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状(測距瞳351,352)が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。
That is, the microlens and the photoelectric conversion unit in each focus detection pixel so that the projection shapes (
図8に示すように、焦点検出画素222a−1の光電変換部2222a−1は、測距瞳351を通過し、マイクロレンズ2221a−1に向う光束AB1−1によりマイクロレンズ2221a−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素222a−2の光電変換部2222a−2は測距瞳351を通過し、マイクロレンズ2221a−2に向う光束AB1−2によりマイクロレンズ2221a−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
As shown in FIG. 8, the
また、焦点検出画素222b−1の光電変換部2222b−1は測距瞳352を通過し、マイクロレンズ2221b−1に向う光束AB2−1によりマイクロレンズ2221b−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素222b−2の光電変換部2222b−2は測距瞳352を通過し、マイクロレンズ2221b−2に向う光束AB2−2によりマイクロレンズ2221b−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
Further, the
そして、上述した2種類の焦点検出画素222a,222bを、図3に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素222a,222bの光電変換部2222a,2222bの出力を、測距瞳351と測距瞳352とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳351と測距瞳352とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。そして、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。
Then, a plurality of the above-described two types of
そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面(予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出位置における焦点面をいう。)の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。 Then, a conversion calculation is performed on the obtained image shift amount according to the center-of-gravity interval of the pair of distance measuring pupils, thereby obtaining a focal plane corresponding to the current focal plane (the position corresponding to the position of the microlens array on the planned focal plane) The deviation of the focal plane at the detection position, that is, the defocus amount can be obtained.
なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算と、これに基づくデフォーカス量の演算は、カメラ制御部21により実行される。
The calculation of the image shift amount by the phase difference detection method and the calculation of the defocus amount based thereon are executed by the
また、カメラ制御部21は、撮像素子22の撮像画素221の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子22の撮像画素221からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる2つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出し、それぞれを積算することでも求めることができる。
Further, the
そして、カメラ制御部21は、レンズ制御部37に制御信号を送出してフォーカスレンズ33を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ33の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。なお、この合焦位置は、たとえば、フォーカスレンズ33を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が、2回上昇した後、さらに、2回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。
Then, the
次いで、本実施形態におけるカメラ1の動作例を説明する。以下においては、たとえば、カメラ1により動画撮影が行なわれる場合における動作例を説明する。なお、以下における動作は、カメラ1の電源がオンされることにより開始される。
Next, an operation example of the
まず、ステップS1では、カメラ制御部21によるスルー画像の生成、および観察光学系の電子ビューファインダ26による、スルー画像の表示が開始される。具体的には、撮像素子22により露光動作が行なわれ、カメラ制御部21により、撮像画素221の画素データの読み出しが行なわれる。そして、カメラ制御部21は、読み出したデータに基づきスルー画像を生成し、生成されたスルー画像は液晶駆動回路25に送出され、観察光学系の電子ビューファインダ26に表示される。そして、これにより、接眼レンズ27を介して、ユーザは被写体の動画を視認することが可能となる。なお、スルー画像の生成、およびスルー画像の表示は、所定の間隔で繰り返し実行される。
First, in step S1, generation of a through image by the
次いで、ステップS2では、動画撮影を開始するための操作、すなわち、操作部28に備えられた動画撮影開始スイッチがオンされたか否かの判定が行なわれる。動画撮影開始スイッチがオンされた場合には、ステップS3に進み、動画撮影が開始される。一方、動画撮影開始スイッチがオンされていない場合には、動画撮影開始スイッチがオンされるまで、ステップS2で待機する。
Next, in step S2, it is determined whether or not an operation for starting moving image shooting, that is, whether or not a moving image shooting start switch provided in the
ステップS3では、動画撮影開始スイッチがオンされたため、動画撮影が開始される。動画撮影は、撮像素子22による露光動作を所定の間隔で繰り返し実行することで、画像データを繰り返し取得し、取得した画像データに所定の画像処理を施し、画像処理されたデータを、カメラメモリ24に保存することにより実行される。また、動画撮影中においては、カメラ制御部21は、撮像素子22の焦点検出画素222a,222bの出力を用いた位相差検出方式による焦点検出、または撮像素子22の撮像画素221の出力を用いたコントラスト検出方式による焦点検出を行い、これらの焦点検出結果に基づいて、フォーカスレンズ33を駆動させることで、光学系の焦点調節が実行される。
In step S3, since the moving image shooting start switch is turned on, moving image shooting is started. In moving image shooting, image data is repeatedly acquired by repeatedly performing an exposure operation by the
ステップS4では、動画撮影を終了するための操作、すなわち、操作部28に備えられた動画撮影開始スイッチがオフとされたか否かの判定が行なわれる。動画撮影開始スイッチがオフとされた場合には、ステップS11に進み、動画撮影を終了する処理が行なわれ、本処理を終了する。一方、動画撮影開始スイッチがオフとされていない場合には、ステップS5に進む。
In step S4, an operation for ending the moving image shooting, that is, whether or not the moving image shooting start switch provided in the
ステップS5では、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ33を現在のレンズ位置近傍で光軸L1方向に微小駆動させるウォブリング駆動を実行するか否かの判断が行なわれる。ウォブリング駆動を実行すると判断された場合には、ステップS5に進み、一方、ウォブリング駆動を実行すると判断されなかった場合には、ステップS4に戻る。たとえば、本実施形態では、フォーカスレンズ33が合焦位置近傍にある状態において、撮像素子22の撮像画素221の出力を用いて算出した焦点評価値が所定値α以上変化した場合に、ウォブリング駆動を実行すると判断するように構成することができる。なお、この場合における所定値αとしては、焦点状態が変化したと判断できるような値に設定することができる。あるいは、フォーカスレンズ33が合焦位置近傍にある状態において、焦点評価値が所定値α以上変化しない場合でも、フォーカスレンズ33を現在位置に停止させてから所定時間T1以上経過した場合や前回ウォブリング駆動を実行してから所定時間T2以上経過した場合に、ウォブリング駆動を実行すると判断するように構成することができる。さらに、フォーカスレンズ33が合焦位置近傍にあると判断できる場合には、常に、ウォブリング駆動を実行すると判断するように構成することができる。
In step S5, the
ステップS5において、ウォブリング駆動を実行すると判断された場合には、ステップS6に進み、ステップS6では、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ33をウォブリング駆動させるためのウォブリング駆動信号をレンズ制御部36に送信する処理が行なわれる。なお、カメラ制御部21からレンズ制御部36へ送信されるウォブリング駆動信号は、ウォブリング駆動指令に加えて、ウォブリング駆動速度VWおよびウォブリング駆動幅WWを含む。
If it is determined in step S5 that wobbling driving is to be performed, the process proceeds to step S6. In step S6, the
次いで、ステップS7では、レンズ制御部36により、フォーカスレンズ33のウォブリング駆動を実行するか否かの判定を行なう。具体的には、レンズ制御部36は、カメラ制御部21からウォブリング駆動信号を受信すると、まず、レンズメモリ37に記憶されている倍率変動テーブル(ズームレンズ32の光軸L1方向における位置ごとに、フォーカスレンズ33の光軸L1方向における単位移動量と、撮影光学系による像の倍率変動との関係を示すテーブル)の読出しを実行する。そして、レンズ制御部36は、ズームレンズ用エンコーダ322により検出されたズームレンズ32のレンズ位置の情報と、レンズメモリ37から読出した倍率変動テーブルとに基づき、現在のズームレンズ32のレンズ位置における、フォーカスレンズ33の駆動量に対する撮影光学系による像の像倍率変動量を算出する。
Next, in step S <b> 7, the lens control unit 36 determines whether to execute the wobbling drive of the
ここで、図10に、撮影距離と、フォーカスレンズ33を微小駆動させた場合における撮影画像の像倍率の変化量との関係を示す。図10においては、ズームレンズ32が望遠側に位置し、撮影光学系の像面位置が望遠側にある場合において、フォーカスレンズ33をΔdだけ微小駆動させた場合における、仮想面上の像高の変化と、ズームレンズ32が広角側に位置し、撮影光学系の像面位置が広角側にある場合において、フォーカスレンズ33を同じΔdだけ微小駆動させた場合における、仮想面上の像高の変化と、を示している。
Here, FIG. 10 shows the relationship between the shooting distance and the amount of change in the image magnification of the shot image when the
図10に示すように、ズームレンズ32が望遠側に位置し、撮影光学系の像面位置が望遠側にある場合において、フォーカスレンズ33を広角側にΔdだけ微小駆動させると、撮像面の上端部に入射する光束は、L2からL3に変化し、これにより、図10に示すように、撮像面で撮像される像の像高はΔT1だけ変化することとなる。一方、図10に示すように、ズームレンズ32が広角側に位置し、撮影光学系の像面位置が広角側にある場合において、フォーカスレンズ33を広角側に同じΔdだけ微小駆動させた場合には、撮像面の上端部に入射する光束は、L4からL5に変化し、これにより、図10に示すように、撮像面で撮像される像の像高の変化量はΔT2となる。すなわち、図10に示すように、ズームレンズ32の位置が変化し、これにより撮影距離が変化すると、フォーカスレンズ33を同じ量だけ駆動させた場合でも、フォーカスレンズ33の駆動前後における、撮像面で撮像される像の像高の変化量、すなわち画角の変化量は異なるものとなる。そのため、フォーカスレンズ33を、同じΔdだけ微小駆動させてウォブリング駆動を行なった場合でも、ズームレンズ32のレンズ位置によっては、ウォブリング駆動による画角変化が大きくなってしまい、撮影画像の品質が低下してしまう場合がある。
As shown in FIG. 10, when the
そのため、本実施形態では、レンズ制御部36は、ズームレンズ用エンコーダ322により検出されたズームレンズ32のレンズ位置の情報と、レンズメモリ37から読出した倍率変動テーブルとに基づき、現在のズームレンズ32のレンズ位置における、フォーカスレンズ33の駆動量に対する撮影光学系による像の像倍率変動量を算出し、フォーカスレンズ33をウォブリング駆動させた際における像倍率変動量が予め定められた所定閾値未満であるか否かの判断を行なう。そして、像倍率変動量が所定閾値未満であると判断された場合には、ステップS8に進み、レンズ制御部36は、ウォブリング駆動を許可し、カメラ制御部21からの指令に基づき、ウォブリング駆動速度VWおよびウォブリング駆動幅WWにて、フォーカスレンズ33のウォブリング駆動を実行する。
Therefore, in the present embodiment, the lens control unit 36 is based on the information on the lens position of the
一方、像倍率変動量が所定閾値以上である場合には、ステップS9に進み、レンズ制御部36は、ウォブリング駆動を禁止し、ウォブリング駆動を実行しないように制御する。そして、ステップS9において、ウォブリング駆動を禁止すると、ステップS10に進み、レンズ制御部36は、カメラ制御部21に対して、カメラ制御部21からの指令に基づくウォブリング駆動を実行しなかった旨の信号を送出する。このように、本実施形態では、像倍率変動量が所定閾値以上である場合に、フォーカスレンズ33のウォブリング駆動を禁止することで、ウォブリング駆動による画角変化が大きくなってしまい、撮影画像の品質が低下してしまうことを有効に防止するものである。
On the other hand, if the image magnification fluctuation amount is greater than or equal to the predetermined threshold value, the process proceeds to step S9, and the lens control unit 36 controls to prohibit wobbling driving and not to perform wobbling driving. If the wobbling drive is prohibited in step S9, the process proceeds to step S10, and the lens control unit 36 signals to the
なお、図11に、レンズメモリ37に予め記憶された像倍率変動テーブルの一例を示す。図11に示すように、像倍率変動テーブルは、たとえば、各ズームレンズ位置に対応する撮影距離と、該撮影距離における像倍率変動指数との関係を示すテーブルとすることができる。ここで、像倍率変動指数は、フォーカスレンズ33を所定量駆動させた際における(たとえば、像面で0.1mm駆動させた際における)、像倍率変動率を示す値であり、その値が大きいほど、フォーカスレンズ33の駆動量に対する像倍率変動の大きさが大きいことを意味する。そして、レンズ制御部36は、ズームレンズ用エンコーダ322により検出されたズームレンズ32のレンズ位置の情報から、現在のズームレンズ位置に対応する撮影距離の像倍率変動指数を検出し、検出した像倍率変動指数から、フォーカスレンズ33をウォブリング駆動させた際における像倍率変動量を算出し、算出した像倍率変動量が予め定められた所定閾値未満であるか否かの判断を行なう。
FIG. 11 shows an example of an image magnification variation table stored in advance in the
そして、ステップS7において、像倍率変動量が予め定められた所定閾値未満であると判断された場合には、ステップS8に進み、ウォブリング駆動を許可し、これにより、フォーカスレンズ33のウォブリング駆動が実施される。具体的には、レンズ制御部36は、カメラ制御部21からの指令に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ331の駆動制御を行い、ウォブリング駆動速度VWおよびウォブリング駆動幅WWにて、フォーカスレンズ33のウォブリング駆動を実行する。そして、フォーカスレンズ33のウォブリング駆動が実行されると、ステップS4に戻る。
If it is determined in step S7 that the image magnification fluctuation amount is less than a predetermined threshold value, the process proceeds to step S8, where wobbling driving is permitted, whereby the wobbling driving of the
一方、ステップS7において、像倍率変動量が予め定められた所定閾値以上であると判断された場合には、ステップS9に進み、レンズ制御部36は、フォーカスレンズ33のウォブリング駆動を禁止し、これにより、ウォブリング駆動を実行しないように制御する。そして、ステップS10に進み、レンズ制御部36は、カメラ制御部21に対して、カメラ制御部21からの指令に基づくウォブリング駆動を実行しなかった旨の信号を送出する。そして、ウォブリング駆動を禁止する処理が行なわれた後、ステップS4に戻る。
On the other hand, if it is determined in step S7 that the image magnification fluctuation amount is greater than or equal to a predetermined threshold value, the process proceeds to step S9, where the lens control unit 36 prohibits the wobbling drive of the
本実施形態に係るカメラ1は以上のように動作する。
The
本実施形態においては、レンズ制御部36が、カメラ制御部21からフォーカスレンズ33をウォブリング駆動させるためのウォブリング駆動信号を受信した際に、ズームレンズ32のレンズ位置の情報、およびズームレンズ32のレンズ位置ごとに設定された、フォーカスレンズ33の光軸L1方向における単位移動量に対する、撮影光学系による像の倍率変動の情報(像倍率変動情報)に基づいて、フォーカスレンズ33のウォブリング駆動を実行するか否かを判定する。具体的には、ズームレンズ32のレンズ位置の情報、および像倍率変動情報に基づいて、フォーカスレンズ33を所定量駆動させた際における、像倍率変動量を算出し、算出した像倍率変動量が所定の閾値未満である場合には、ウォブリング駆動を許可して、フォーカスレンズ33のウォブリング駆動を実行する一方で、像倍率変動量が所定の閾値以上である場合には、ウォブリング駆動を禁止して、フォーカスレンズ33のウォブリング駆動を実行しない。そのため、本実施形態によれば、フォーカスレンズ33を所定量駆動させた際における、像倍率変動量が大きく、そのため、ウォブリング駆動を行なった際に画角変化が大きくなってしまうような場合に、ウォブリング駆動を実行しないことにより、ウォブリング駆動を行なった際における画角変化により、撮影画像の品質が低下してしまうことを有効に防止することができる。
In the present embodiment, when the lens control unit 36 receives a wobbling drive signal for driving the
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
たとえば、上述した実施形態においては、レンズメモリ37に、ズームレンズ32の光軸L1方向における位置ごとに、フォーカスレンズ33の光軸L1方向における単位移動量と、撮影光学系による像の倍率変動との関係を示す像倍率変動テーブルを記憶しているような構成を例示したが、このような像倍率変動テーブルに代えて、ズームレンズ32の光軸L1方向における位置から、フォーカスレンズ33の光軸L1方向における単位移動量と、撮影光学系による像の倍率変動との関係を算出するための算出式を備えているような構成としてもよい。この場合には、レンズ制御部36は、カメラ制御部21からフォーカスレンズ33をウォブリング駆動させるためのウォブリング駆動信号を受信した際に、ズームレンズ32のレンズ位置の情報と、レンズメモリ37に記憶された算出式とから、フォーカスレンズ33をウォブリング駆動させた際における像倍率変動量を算出するように構成することができる。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、フォーカスレンズ33をウォブリング駆動させた際における像倍率変動量が予め定められた所定の閾値以上である場合には、フォーカスレンズ33のウォブリング駆動を実行しないような構成を例示したが、像倍率変動量が所定の閾値以上である場合には、ウォブリング駆動の駆動速度を低下させて、ウォブリング駆動を実行するような構成としてもよい。具体的には、カメラ制御部21からレンズ制御部36へ送信されたウォブリング駆動速度VWが、4フレーム撮影する間にフォーカスレンズ33を1回往復駆動するような速度である場合において、このような駆動速度でウォブリング駆動を行なうと像倍率変動量が所定の閾値以上となってしまうような場合には、レンズの駆動量は同じとしたままとし、かつ、8フレーム撮影する間にフォーカスレンズ33を1回往復駆動するような速度に変更するような構成とすることができる。すなわち、ウォブリング駆動時の速度を、カメラ制御部21からレンズ制御部36へ送信されたウォブリング駆動速度VWの半分の速さに設定することができる。あるいは、このような場合において、レンズの駆動量は同じとしたままとし、かつ、12フレーム撮影する間にフォーカスレンズ33を1回往復駆動するような速度に変更するような構成、すなわち、ウォブリング駆動時の速度を、カメラ制御部21からレンズ制御部36へ送信されたウォブリング駆動速度VWの1/3の速さに設定することもできる。そして、このように、像倍率変動量が所定の閾値以上である場合に、ウォブリング駆動の駆動速度を、カメラ制御部21からレンズ制御部36へ送信されたウォブリング駆動速度VWよりも遅い速度として、ウォブリング駆動を実行することにより、ウォブリング駆動を実行可能としながら、ウォブリング駆動を行なった際における画角変化により、撮影画像の品質が低下してしまうことを有効に防止することができる。
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the wobbling drive of the
あるいは、フォーカスレンズ33をウォブリング駆動させた際における像倍率変動量が予め定められた所定の閾値以上となる場合には、ウォブリング駆動におけるフォーカスレンズ33の往復動作の回数を低下させて、ウォブリング駆動を実行するような構成としてもよい。具体的には、像倍率変動量が所定の閾値未満である場合には、4フレーム撮影する間にフォーカスレンズ33を1回往復駆動する動作を繰り返し実行させるような場合において、たとえば、像倍率変動量が所定の閾値以上となる場合には、4フレーム撮影する間にフォーカスレンズ33を1回往復駆動させた後、次の4フレームを撮影する間は、フォーカスレンズ33を停止させておき、再度、次の4フレーム撮影する間にフォーカスレンズ33を1回往復駆動させるという動作を繰り返し実行するような構成とすることができる。また、この場合において、像倍率変動量が所定の閾値を大きく超えた値である場合には、フォーカスレンズ33を1度往復駆動させた後、フォーカスレンズ33を停止させる長さを、たとえば、4フレームから8フレームに増加させるような構成とすることもできる。そして、このように、像倍率変動量が所定の閾値以上である場合に、ウォブリング駆動におけるフォーカスレンズの往復動作の回数を低下させて、ウォブリング駆動を実行することにより、ウォブリング駆動を実行可能としながら、ウォブリング駆動を行なった際における画角変化により、撮影画像の品質が低下してしまうことを有効に防止することができる。
Alternatively, when the amount of fluctuation in image magnification when the
1…デジタルカメラ
2…カメラ本体
21…カメラ制御部
22…撮像素子
3…レンズ鏡筒
32…ズームレンズ
321…ズームレンズ駆動モータ
322…ズームレンズ用エンコーダ
33…フォーカスレンズ
331…フォーカスレンズ駆動モータ
332…フォーカスレンズ用エンコーダ
36…レンズ制御部
37…レンズメモリ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記フォーカスレンズをウォブリングさせる指示をカメラボディから受信する送受信部と、
前記送受信部により前記指示が受信された場合、前記フォーカスレンズをウォブリングさせた場合における像倍率の変動量を算出し、前記像倍率の変動量が閾値未満か否かによって前記フォーカスレンズをウォブリングさせるか否かを判断する判断部と、
前記判断部により前記フォーカスレンズをウォブリングさせると判断されたとき前記駆動部に前記フォーカスレンズをウォブリングさせ、前記判断部により前記フォーカスレンズをウォブリングさせると判断されないとき前記駆動部に前記フォーカスレンズをウォブリングさせない制御部とを有するレンズ鏡筒。 A drive unit for driving the focus lens;
A transmission / reception unit that receives an instruction to wobble the focus lens from the camera body;
When the instruction is received by the transmitter / receiver, the amount of fluctuation in image magnification when the focus lens is wobbled is calculated, and the focus lens is wobbled depending on whether the amount of fluctuation in image magnification is less than a threshold value A determination unit for determining whether or not,
When the determination unit determines to wobble the focus lens, the driving unit causes the focus lens to wobble, and when the determination unit does not determine to wobble the focus lens, causes the driving unit to wobble the focus lens. Lens barrel with no control.
前記制御部は、前記判断部により前記フォーカスレンズをウォブリングさせると判断されないとき前記駆動部に前記フォーカスレンズをウォブリングさせず、前記送受信部に前記フォーカスレンズをウォブリングさせなかったことを示す情報を送信させる制御部と、を有するレンズ鏡筒。 The lens barrel according to claim 1,
The control unit causes the drive unit not to wobble the focus lens when the determination unit does not determine that the focus lens is to be wobbled, and causes the transmission / reception unit to transmit information indicating that the focus lens has not been wobbled A lens barrel having a control unit.
前記制御部は、前記判断部により前記フォーカスレンズをウォブリングさせると判断されないとき前記駆動部による前記フォーカスレンズのウォブリングを禁止した後、前記送受信部に前記フォーカスレンズをウォブリングさせなかったことを示す情報を送信させるレンズ鏡筒。 The lens barrel according to claim 2,
The control unit prohibits the wobbling of the focus lens by the driving unit when the determination unit does not determine that the focus lens is to be wobbled, and then indicates information indicating that the focus lens is not wobbled by the transmission / reception unit. Lens barrel to be transmitted.
前記判断部は、前記光学系に含まれるズームレンズの位置と、前記フォーカスレンズの移動量と、前記光学系による像の倍率との関係を示す情報によって前記フォーカスレンズをウォブリングさせるか否かを判断するレンズ鏡筒。 A lens barrel according to any one of claims 1 to 3, wherein
The determination unit determines whether to wobble the focus lens based on information indicating a relationship between a position of a zoom lens included in the optical system, a moving amount of the focus lens, and an image magnification of the optical system. a lens barrel for.
前記判断部は、前記像倍率の変動量が前記閾値以上となる場合には前記フォーカスレンズをウォブリングさせると判断しないレンズ鏡筒。 The lens barrel according to any one of claims 1 to 4 , wherein:
The determination unit, a lens barrel is not determined that wobbling the focus lens when the amount of variation of the magnification is equal to or greater than the threshold value.
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