JPWO2009016836A1 - カメラシステムおよびカメラ本体 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、レンズを撮影用として使用する場合は、反射ミラーが瞬時に位置を変え、撮影用光路から待避することで、ファインダ用光路を撮影用光路に切り換え、撮影が終了すると定位置に瞬時に戻る。この方式は、一眼レフ方式であれば、従来の銀塩カメラでも、デジタルカメラでも同様である。
そこで、例えば、液晶モニタを見ながら撮影できるデジタル一眼レフカメラが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。また、動画を表示部に表示するデジタル一眼レフカメラが提案されている(例えば、特許文献2を参照)。
また、仮に、カメラ本体が動画撮影に対応していたとしても、カメラ本体に装着される交換レンズユニットが必ずしも動画撮影に対応しているとは限らない。動画撮影に対応していない交換レンズユニットがカメラ本体に装着されると、交換レンズユニットとカメラ本体との間でシステムの不整合が生じるため好ましくない。動画撮影に対応していない交換レンズを、動画撮影に対応しているカメラ本体に装着して使用することができなければ、交換レンズユニットの有効利用をすることができず、カメラシステムとして利便性に欠ける。
第1の発明に係るカメラシステムは、交換レンズユニットとカメラ本体とを含んでいる。交換レンズユニットは、被写体の光学像を形成する撮像光学系と、光学像の合焦状態を光学的に調節する焦点調節部と、焦点調節部の動作を制御するレンズ制御部と、を有している。カメラ本体は、光学像を画像信号に変換し被写体の画像を取得する撮像部と、画像信号に基づいてコントラスト検出方式により光学像の合焦状態を検出する焦点検出部と、外部から操作情報を入力可能な操作部と、撮像部の動作を制御するとともにレンズ制御部と情報の送受信が可能な本体制御部と、を有している。レンズ制御部は、交換レンズユニットに関するレンズ情報を有している。レンズ情報は、交換レンズユニットが動画撮影モードに対応しているか否かに関する情報を含んでいる。本体制御部は、レンズ情報に基づいて交換レンズユニットが動画撮影モードに対応しているか否かを判断する判断部と、操作情報または判断部での判断結果に基づいて撮像部の動作を静止画撮影モードまたは動画撮影モードに設定可能なモード切換制御部と、を有している。交換レンズユニットが動画撮影モードに対応していないと判断部にて判断された場合、モード切換制御部は、操作情報に関わらず撮像部の動作を動画撮影モードに設定するのを制限する。
第2の発明に係るカメラシステムは、第1の発明に係るカメラシステムにおいて、交換レンズユニットが動画撮影モードに対応しているか否かに関する情報は、焦点調節部がコントラスト検出方式に対応しているか否かに関する情報および焦点検出部の駆動部の種類に関する情報のうち少なくとも一方を含んでいる。
第3の発明に係るカメラシステムは、第2の発明に係るカメラシステムにおいて、カメラ本体が、撮像部により取得された画像を表示可能な第1表示部を有している。本体制御部は、第1表示部の動作を制御する表示制御部を有している。交換レンズユニットが動画撮影モードに対応していないと判断部にて判断された場合、表示制御部は、第1表示部に交換レンズユニットが動画撮影モードに対応していない旨を表示させる。
第5の発明に係るカメラ本体は、交換レンズユニットとともにカメラシステムに用いられる。交換レンズユニットは、被写体の光学像を形成する撮像光学系と、光学像の合焦状態を光学的に調節する焦点調節部と、焦点調節部の動作を制御するレンズ制御部と、を有している。カメラ本体は、光学像を画像信号に変換し被写体の画像を取得する撮像部と、画像信号に基づいてコントラスト検出方式により光学像の合焦状態を検出する焦点検出部と、外部から操作情報を入力可能な操作部と、撮像部の動作を制御するとともにレンズ制御部と情報の送受信が可能な本体制御部と、を含んでいる。レンズ制御部は、交換レンズユニットに関するレンズ情報を有している。レンズ情報は、交換レンズユニットが動画撮影モードに対応しているか否かに関する情報を含んでいる。本体制御部は、レンズ情報に基づいて交換レンズユニットが動画撮影モードに対応しているか否かを判断する判断部と、操作情報または判断部での判断結果に基づいて撮像部の動作を静止画撮影モードまたは動画撮影モードに設定可能なモード切換制御部と、を有している。交換レンズユニットが動画撮影モードに対応していないと判断部にて判断された場合、モード切換制御部は、操作情報に関わらず撮像部の動作を動画撮影モードに設定するのを制限する。
2 交換レンズユニット
3 カメラ本体
3a 筐体
4 ボディーマウント
10 ボディーマイコン(本体制御部)
11 撮像センサ(撮像部)
12 撮像センサ駆動制御部
20 表示部(第1表示部)
21 画像表示制御部(表示制御部)
23 クイックリターンミラー
25 電源スイッチ
26 モード切換ダイアル
27 十字操作キー
28 MENU設定ボタン
29 SETボタン
30 シャッター操作部
31 シャッター制御部
33 シャッターユニット
34 ファインダ切り換えボタン
35 動画撮影操作ボタン
40 レンズマイコン(レンズ制御部)
41 フォーカスレンズ群駆動制御部
79 レンズマウント
95 電子ファインダ部(第2表示部)
L 撮像光学系
L1 1群レンズ
L2 2群レンズ
L3 3群レンズ
L4 4群レンズ
〔第1実施形態〕
<1:カメラシステムの全体構成>
図1〜図3(B)を用いて第1実施形態に係るカメラシステム1の全体構成について説明する。図1にカメラシステム1のブロック図を示す。図2にカメラ本体3のブロック図を示す。図3(A)および(B)にカメラ本体3の概略構成図を示す。
図1に示すように、カメラシステム1は、交換レンズ式のデジタル一眼レフカメラシステムであり、主に、カメラシステム1の主要な機能を有するカメラ本体3と、カメラ本体3に取り外し可能に装着された交換レンズユニット2と、から構成されている。交換レンズユニット2は、レンズマウント79を介して、カメラ本体3の前面に設けられたボディーマウント4に装着されている。
図1および図2に示すように、カメラ本体3は主に、被写体を撮像する撮像部71と、撮像部71などの各部の動作を制御する本体制御部としてのボディーマイコン10と、撮影された画像や各種情報を表示する画像表示部72と、画像データを格納する画像格納部73と、被写体像を視認するファインダ光学系22と、から構成されている。
撮像部71は主に、入射光をファインダ光学系22および焦点検出ユニット5に導くクイックリターンミラー23と、光電変換を行うCCD(Charge Coupled Device)などの撮像センサ11と、撮像センサ11の露光状態を調節するシャッターユニット33と、ボディーマイコン10からの制御信号に基づいてシャッターユニット33の駆動を制御するシャッター制御部31と、撮像センサ11の動作を制御する撮像センサ駆動制御部12と、焦点(被写体像の合焦状態)を検出する焦点検出ユニット5と、から構成されている。焦点検出ユニット5は、例えば一般的な位相差検出方式によって焦点検出を行う。なお、焦点検出方式については、カメラシステム1の使用状況により、上記の焦点検出ユニット5を使用する位相差検出方式と、撮像センサ11から出力される画像信号に基づくコントラスト検出方式と、のいずれかが用いられる。コントラスト検出方式の場合、ボディーマイコン10によりコントラスト値が求められ焦点が検出される。すなわち、ボディーマイコン10がコントラスト検出部を含んでいると言える。この焦点検出結果は後述のレンズマイコン40に送信され、フォーカスレンズ群(第2レンズ群L2)の駆動に用いられる。
ボディーマイコン10は、カメラ本体3の中枢を司る制御装置であり、各種シーケンスをコントロールする。具体的には、ボディーマイコン10にはCPU、ROM、RAMが搭載されており、ROMに格納されたプログラムがCPUに読み込まれることで、ボディーマイコン10は様々な機能を実現することができる。例えば、ボディーマイコン10は、交換レンズユニット2がカメラ本体3に装着されたことを検知する機能、あるいは交換レンズユニット2から焦点距離情報などのカメラシステム1を制御する上で不可欠な情報を取得し交換レンズユニット2の動作を制御する機能などを有している。さらに、ボディーマイコン10は、交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているか否かを判断する機能(判断部)、撮像センサ駆動制御部12を介して撮像センサ11の動作を静止画撮影モードおよび動画撮影モードに設定する機能(モード切換制御部)を有している。図1に示すように、ボディーマイコン10はカメラ本体3に設けられた各部と接続されている。
さらに、図2に示すように、ボディーマイコン10内のメモリ38には、カメラ本体3に関する各種情報(本体情報)が格納されている。この本体情報には、例えば、カメラ本体3の製造会社名、製造年月日、型番、ボディーマイコン10にインストールされているソフトのバージョン、およびファームアップに関する情報などのカメラ本体3を特定するための型式に関する情報(カメラ特定情報)などが含まれている。なお、メモリ38は、レンズマイコン40から送信された情報を格納可能である。
ボディーマウント4は、交換レンズユニット2のレンズマウント79と機械的および電気的に接続可能である。ボディーマウント4は、レンズマウント79を介して、交換レンズユニット2との間で、データを送受信可能である。例えば、ボディーマウント4は、ボディーマイコン10から受信した露光同期信号を、レンズマウント79を介してレンズマイコン40に送信する。また、ボディーマウント4は、ボディーマイコン10から受信したその他の制御信号を、レンズマウント79を介してレンズマイコン40に送信する。また、ボディーマウント4は、レンズマウント79を介してレンズマイコン40から受信した信号をボディーマイコン10に送信する。また、ボディーマウント4は、電源ユニット(図示せず)から供給された電力を、レンズマウント79を介して交換レンズユニット2全体に供給する。
電源スイッチ25は、カメラシステム1あるいはカメラ本体3の電源の入切を行うためのスイッチである。電源スイッチ25により電源がON状態になると、カメラ本体3および交換レンズユニット2の各部に電源が供給される。モード切換ダイアル26は、静止画撮影モード、動画撮影モードおよび再生モードを切り換えるためのダイアルであり、ユーザーはモード切換ダイアル26を回転させてモードを切換えることができる。モード切換ダイアル26により静止画撮影モードが選択されると、撮影モードを静止画撮影モードへ切り換えることができ、モード切換ダイアル26により動画撮影モードが選択されると、撮影モードを動画撮影モードへ切り換えることができる。動作撮影モードでは、基本的に動画撮影が可能となる。さらに、モード切換ダイアル26により再生モードが選択されると、モードを再生モードへ切り換えることができ、表示部20に撮影画像を表示させることができる。
図2に示すように、静止画撮影モードでは、レリーズボタン30の操作によるタイミング信号を受信したボディーマイコン10は、ストロボ制御部47に制御信号を出力する。そしてストロボ制御部47は、制御信号に基づいてLEDなどにて構成されるストロボ48を発光させる。ストロボ48は、撮像センサ11が受光する光量に応じて制御される。すなわち、ストロボ制御部47は、撮像センサ11からの画像信号の出力が一定値以下の場合にはシャッター動作と連動して自動的に発光させる。一方、画像信号の出力が一定値以上の場合には、ストロボ制御部47はストロボ48を発光させないように制御する。
また、動画撮影モードでは、レリーズボタン30、あるいは動画撮影操作ボタン35の操作により、LEDなどにて構成されるストロボ48は、ビデオライトとしての機能を果たし、動画撮影中は被写体に向けて、光を照射する。
撮像センサ11から出力された画像信号(静止画、あるいは動画)は、アナログ信号処理部13から、A/D変換部14、デジタル信号処理部15、バッファメモリ16、画像圧縮部17へと、順次送られて処理される。アナログ信号処理部13は、撮像センサ11から出力される画像信号にガンマ処理等のアナログ信号処理を施す。A/D変換部14は、アナログ信号処理部13から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号処理部15は、A/D変換部14によりデジタル信号に変換された画像信号に対してノイズ除去や輪郭強調等のデジタル信号処理を施す。バッファメモリ16は、RAMであり、画像信号を一旦記憶する。
表示部20は、例えば液晶モニタであり、画像表示制御部21からの指令に基づいて、画像記録部18あるいはバッファメモリ16に記録された画像信号を可視画像として表示する。ここで表示部20の表示形態としては、画像信号のみを可視画像として表示する表示形態と、画像信号と撮影時の情報とを可視画像として表示する表示形態とがある。なお、表示部20は、カメラ本体3の筐体3aに対して、自由に角度を変更できる角度可変型のモニタであってもよい。
(1.2:交換レンズユニット)
図1に示すように、交換レンズユニット2は主に、カメラシステム1内の撮像センサ11に被写体像を結ぶための撮像光学系Lと、フォーカシングを行うフォーカスレンズ群駆動制御部41と、絞りを調節する絞り駆動制御部42と、交換レンズユニット2の動作を制御するレンズ制御部としてのレンズマイコン40と、から構成されている。
フォーカスレンズ群駆動制御部41は主に、フォーカスを調節する後述の第2レンズ群L2(フォーカスレンズ群)を駆動制御する。絞り駆動制御部42は、主に絞りまたは開放を調節する絞り部43を駆動制御する。
また、レンズマイコン40内のメモリ44には、交換レンズユニット2に関する各種情報(レンズ情報)が格納されている。具体的には、交換レンズユニット2の焦点距離の最大値と最小値(焦点距離可変範囲)を示す焦点距離情報、あるいは物点距離情報などが記憶されている。このメモリ44に記憶されている各種情報については、撮影時に使用するために、交換レンズユニット2がカメラ本体3に取り付けられた際に、カメラ本体3側に送られる。さらには、交換レンズユニット2が先述した動画撮影に対応しているか否かに関する情報についても、メモリ44内に記憶されている。動画撮影に関する情報の詳細については後述する。
交換レンズユニット2は、撮像光学系Lを支持するレンズ鏡筒45を有している。レンズ鏡筒45は、固定枠50と、第1直進枠52と、第1回転枠53と、第1ホルダー54と、第2回転枠55と、第1レンズ保持枠57と、第2レンズ保持枠58と、第3レンズ保持枠59と、第4レンズ保持枠60と、第2ホルダー61と、フィルターマウント62と、ズームリングユニット63と、フォーカスリングユニット66と、レンズマウント79と、を有している。
第1ホルダー54は、第1回転枠53の外周側に同軸上に配置されており、第1直進枠52により光軸AZ回りの相対回転を規制されている。第1回転枠53が光軸AZを中心に回転すると、第1ホルダー54は第1直進枠52に対して回転することなく(第1回転枠53に対して回転しながら)Z軸方向に移動する。第1ホルダー54のZ軸方向負側の部分には、円周方向に等ピッチで配置された3つのカムピン54aが設けられている。
第2ホルダー61は、第1直進枠52の内周側に同軸上に配置されており、第1直進枠52により光軸AZ回りの相対回転が規制されている。第2ホルダー61は、円周方向に等ピッチで配置された3本のカムピン61aを有している。カムピン61aは第1直進枠52の貫通直進溝52cおよび第1回転枠53の貫通カム溝53bに挿入されている。このため、第1回転枠53が光軸AZ中心に回転すると、第2ホルダー61は第1直進枠52に対して回転することなく(第1回転枠53に対して回転しながら)Z軸方向に移動する。
第2回転枠55は、固定枠50の内周側に同軸上に配置されており、固定枠50により支持されている。第1回転枠53が光軸AZを中心に回転すると、第2回転枠55は固定枠50に対して光軸AZ回りに回転しながら光軸AZに沿った方向に移動する。
第3レンズ保持枠59は、第2回転枠55の内周側に同軸上に配置されており、固定枠50により光軸AZ回りの相対回転が規制されている。第1回転枠53が光軸AZ回りに回転すると、第3レンズ保持枠59は固定枠50に対して回転することなくZ軸方向に移動する。
第1レンズ保持枠57は、第1ホルダー54の端部に固定されており、第1レンズ群L1を保持している。第2レンズ保持枠58は、第2レンズ群L2を保持している。第2レンズ保持枠58には、後述する超音波アクチュエータユニット80と、その円周上の略反対側の位置に配置された廻り止め部(図示せず)と、が設けられている。
第3レンズ保持枠59は、第3レンズ群L3を保持しており、円周方向に等ピッチで配置された3本のカムピン59aを有している。
第1回転枠53は、円筒形状のカム環であり、光軸AZに対して傾斜する3本の貫通カム溝53a、53bを有している。貫通カム溝53aには第1ホルダー54のカムピン54aが挿入されている。貫通カム溝53bには第2ホルダー61のカムピン61aが挿入されている。第1回転枠53の端部には、第2回転枠55のカムピン55aが挿入される3本の長穴部53cが設けられている。このカムピン55aには、1本の長いピンと、2本の短いピンと、があり、1本の長いピンのみが長穴部53cに挿入されている。
第1直進枠52は、円筒形状のカム環であり、第1ホルダー54のカムピン54aが挿入される3本の貫通直進溝52bが形成されている。貫通直進溝52bと干渉しない位置に、第2ホルダー61のカムピン61aが挿入される3本の貫通直進溝52cが形成されている。第1直進枠52の端部には、第3レンズ保持枠59と一体でZ軸方向に移動させるために、第3レンズ保持枠59に設けられたカムピン59aが挿入される貫通穴52dが設けられている。
第2回転枠55の外周面には、第3レンズ保持枠59のカムピン59aと係合しZ軸方向に対して傾斜する3本の貫通カム溝55cが円周方向に等ピッチで形成されている。第4レンズ保持枠60のカムピン60aと係合するZ軸方向に対して傾斜する3本の貫通カム溝55dが円周方向に等ピッチで形成されている。
フィルターマウント62は円筒形状であり、Z軸方向正側(被写体側)に、偏光フィルタや保護フィルタ等の光学フィルタと、コンバージョンレンズを取り付けるための雌ねじと、が形成されている。フィルターマウント62は、3本の取り付けネジ等により第1ホルダー54に固定される。
図6および図7に示すように、フォーカス動作に伴い、光軸AZに沿った方向に移動可能なフォーカスレンズユニット78は、第2レンズ群L2、第2レンズ保持枠58、第2ホルダー61、ガイドポール74a、74b、2群固定枠75、超音波アクチュエータユニット80、磁気スケール76、および磁気センサ77を有している。第2レンズ保持枠58は、第2レンズ群L2(フォーカスレンズ群)を保持している。ガイドポール74aの両端は、超音波アクチュエータユニット80に含まれており、2群固定枠75および第2ホルダー61に固定されている。ガイドポール74bは、第2レンズ保持枠58の固定部58bからZ軸方向に延びており、2群固定枠75の孔75aに挿入されている。第2レンズ保持枠58は2群固定枠75によりZ軸方向へ移動可能に支持されている。第2レンズ保持枠58は、超音波アクチュエータユニット80によりZ軸方向に駆動される。
磁気スケール76および磁気センサ77により、2群固定枠75に対する第2レンズ保持枠58の位置を検出する位置検出ユニットが構成されている。磁気スケール76は、第2レンズ保持枠58に固定されており、Z軸方向に等間隔に着磁されている。磁気センサ77は、磁気スケール76の信号を検出するMRセンサなどであり、2群固定枠75に固定されている。磁気センサ77は、磁気スケール76と所定の間隔を保つように設けられている。磁気センサ77により位置検出を行いフィードバック制御を行うことにより、高速応答性に加え、高分解能、高精度、低騒音、高トルクなリニアアクチュエータを実現することが可能となる。これにより、動画撮影に最適なフォーカス特性を得ることができる。なお、第2レンズ群L2、つまり第2レンズ保持枠58の原点位置は、図示せぬフォトセンサ等により検出することができる。この原点位置を検出することにより、例えば、レンズマウント79に対する第2レンズ群L2の絶対位置を検出可能である。また、原点位置からの相対位置については、磁気センサ77からの出力値をカウントすることにより、第2レンズ群L2がどの位置にいるかどうかを常に検出することができる。つまり、原点位置からの相対位置を検出することにより、第2レンズ群L2が、レンズマウント79を基準として現在どの位置にあるのかを常に検出することが可能となる。
図8および図9に示すように、超音波アクチュエータユニット80において、PZTや水晶等の圧電材料からなる圧電素子81の表面の2箇所に略球形状の駆動子82を設けている。この2箇所とは圧電素子81の屈曲振動の腹の略中心に該当する箇所であり、この箇所に駆動子82を設けることで圧電素子81の振動をより有効に活用することができる。
駆動子82の材料としては、例えば、ジルコニア、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、タングステンカーバイド等が挙げられる。また、駆動子82の形状は略球状であるが、略球形状とすることにより、圧電素子81の長さ方向との接触面積を小さくできる。これにより圧電素子81の屈曲振動を阻害しにくくなり、その結果、超音波アクチュエータとしての効率を向上させることができる。
超音波アクチュエータユニット80は、主に、可動部80aと、固定部80bと、を有している。可動部80aは、圧電素子81、駆動子82、内ケース84、外ケース90、ガイドボール91、リテーナー92、外ケース蓋93を有している。固定部80bは、可動体83、摺動板94、ガイドポール74aを有している。
可動体83の材料としてはアルミナが挙げられる。駆動子82にアルミナを用いる場合、磨耗の観点から、可動体83のアルミナは駆動子82のアルミナよりも柔らかいものを用いることが望ましい。
圧電素子81は内ケース84に収容されており、内ケース84内に設けた支持体85により圧電素子81は支持されている。支持体85は、例えば導電性シリコンゴムなどである。すなわち、圧電素子81の伸縮方向が可動体83の可動方向と同方向(Z軸方向、光軸AZに沿った方向)になるように圧電素子81が内ケース84内に配置されている。この可動体83の可動方向と同方向の内ケース84内壁面に、壁面支持体85a、85cが設けられており、内壁面に側圧が作用する。内ケース84の内底面には、裏面支持体85bが設けられており、圧電素子81を支持することで与圧が作用する。裏面支持体85bは、この2個の駆動子82が略同一圧力にて可動体83を支持するように設けられており、これにより可動体83を安定して動作させることができる。
外ケース90の両端側には、ガイドポール74aを支持する軸受部90a,90bが設けられており、外ケース90はガイドポール74aに対してZ軸方向に移動可能である。つまり、駆動子82が楕円運動することにより、可動体83とガイドポール74aからなる固定部80bに対して、可動部80aは、光軸AZに沿った方向に往復運動することが可能となる。
(1.3:交換レンズユニットに関する情報)
ここで、交換レンズユニット2に関する情報について説明する。レンズマイコン40内のメモリ44には、交換レンズユニット2に関する各種情報(レンズ情報)が格納されている。具体的には、交換レンズユニット2の焦点距離の最大値と最小値(焦点距離可変範囲)を示す焦点距離情報、あるいは物点距離情報などがメモリ44に格納されている。
交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているか否かの判断基準としては、例えば、フォーカスレンズ群としての第2レンズ群L2がウォブリング(例えば、三角波、サイン波などの入力信号に基づく微小往復振動)可能であるか否かが考えられる。第2レンズ群L2がガイドポールにより支持されており、超音波アクチュエータなどにより第2レンズ群L2がダイレクトに駆動される構成であれば、ウォブリング可能と判断できる。したがって、交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているか否かに関する情報として、第2レンズ群L2の駆動方式も考えられる。
また、動画撮影に対応できるということは、交換レンズユニット2がコントラスト検出方式に対応していることを意味している。したがって、交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているか否かに関する情報として、コントラスト検出方式に対応可能かどうかという内容の情報も考えられる。
これらの情報が交換レンズユニット2内に記憶されている場合には、カメラ本体3に取り付けられた際に、カメラ本体3側のボディーマイコン10により、動画撮影が可能であるか否かが判断される。また、超音波アクチュエータなどのフォーカスレンズ群駆動用アクチュエータの性能により、フォーカス速度、最小分解能などを個別に記憶し、カメラ本体3との組み合わせにより、最適なフォーカス性能を設定できるようにする。例えば、そのフォーカス性能に合わせて、カメラシステム1として、動画撮影時のフレームレート(30fps、60fpsなど)、記録画素数などを自動的に設定できるようにする。よって、超音波アクチュエータを搭載した交換レンズユニット2と組み合わせた時には、動画撮影時のフレームレートを、カメラ本体3が実現し得る最高のフレームレート(本実施の形態の場合には、60fps)に自動的に設定できるようにすれば、なおよい。
<2:カメラシステムの動作>
以下、上述のように構成されたカメラシステム1の撮影動作を説明する。
図10および図11は、カメラシステム1での撮像時の概念図であり、図10はファインダ撮影モードを説明する図、図11はモニタ撮影モードを説明する図である。
(2.1:撮像前の状態)
図10および図11に示すように、被写体(図示せず)からの光は、交換レンズユニット2を透過し、半透過ミラーであるメインミラー23aに入射する。メインミラー23aに入射した光の一部は反射してファインダスクリーン6に入射し、残りの光は透過してサブミラー23bに入射する。ファインダスクリーン6に入射した光は被写体像として結像する。この被写体像は、ペンタプリズム7によって正立像に変換され接眼レンズ8に入射する。これにより、ユーザーは、ファインダ接眼窓9を介して被写体の正立像を観察できる。また、サブミラー23bに入射した光は反射され、焦点検出ユニット5に入射する。
このカメラシステム1は、2つの撮影モード、すなわちファインダ撮影モードおよびモニタ撮影モードを有する。ファインダ撮影モードは、ユーザーがファインダ接眼窓9を観察しながら撮影するモードであり、従来の一眼レフカメラにおける通常の撮影モードである。モニタ撮影モードは、液晶モニタなどの表示部20をユーザーが観察しながら撮影するモードである。
ファインダ撮影モードにおいては、図10に示すように、クイックリターンミラー23は、光軸AZ内の所定位置に配置されており、被写体光は、ファインダ光学系22に導かれるので、ユーザーは、ファインダ接眼窓9から被写体像を観察することができる。実際の撮影時には、クイックリターンミラー23が光軸AZ外に跳ね上げられるとともに、シャッターユニット33が開かれて撮像センサ11の撮像面上に被写体像が結像される。
(2.3:ファインダ撮影モードの動作)
カメラシステム1の撮影動作について説明する。図1〜図4を用いて、ユーザーがファインダ接眼窓9を覗いて撮影するファインダ撮影モードにおける駆動シーケンスについて説明する。
ファインダ撮影モードにおいて撮影する場合、ユーザーは、筐体3aの背面に設けられたファインダ切り替えボタン34を操作して、撮影モードとしてファインダ撮影モードを選択する。
露光完了後、撮像センサ駆動制御部12により撮像センサ11から読み出された画像データは、所定の画像処理を実行された後、表示部20に撮影画像として表示される。また、撮像センサ11から読み出され、所定の画像処理を実行された画像データは、画像記録部18を介して、記憶媒体に画像データとして書き込まれる。また、露光終了後、クイックリターンミラー23とシャッターユニット33とは、初期位置にリセットされる。ボディーマイコン10は、レンズマイコン40へ、絞りを開放位置にリセットするよう指示し、レンズマイコン40は、各ユニットに対してリセット命令を行う。リセット完了後、レンズマイコン40は、ボディーマイコン10にリセット完了を伝える。ボディーマイコン10は、レンズマイコン40からのリセット完了情報と露光後の一連処理の完了を待ち、その後、レリーズボタン30の状態が、押し込みされていない状態であることを確認し、撮影シーケンスを終了させる。
次に、図1〜図3(B)および図5を用いて、ユーザーが表示部20を用いて撮影するモニタ撮影モードにおける駆動シーケンスについて説明する。
表示部20を用いて撮影する場合、ユーザーは、ファインダ切り替えボタン34を操作して、モニタ撮影モードを選択する。モニタ撮影モードに設定されると、ボディーマイコン10は、クイックリターンミラー23を光軸AZ内から退避させる。これにより、被写体からの光が撮像センサ11に達する。撮像センサ11は、撮像センサ11上に結像される被写体からの光を画像データに変換し、画像データとして取得し、出力することができる。撮像センサ駆動制御部12により撮像センサ11から読み出された画像データは、所定の画像処理を実行された後、表示部20に撮影画像として表示される。このように、撮影画像を表示部20に表示させることにより、ユーザーは、ファインダ接眼窓9を覗くことなく、被写体を追いかけることが可能となる。
このモニタ撮影モードにおいては、その合焦方法として、焦点検出ユニット5を用いた位相差検出方式に替わり、撮像センサ11で生成された画像データに基づいて、コントラスト方式のオートフォーカスが用いられる。表示部20を用いたモニタ撮影モードにおけるオートフォーカス動作の方式としては、コントラスト方式を用いることにより、カメラシステムとして、精度の良いフォーカス動作を実現することができる。このモニタ撮影モードでは、定常的に、撮像センサ11で画像データを生成しているので、従来の位相差検出方式に比べ、その画像データを用いたコントラスト方式のオートフォーカス動作をするのが容易である。
コントラスト方式のオートフォーカス動作を行う際には、ボディーマイコン10は、レンズマイコン40に対して、コントラストAF用データを要求する。コントラストAF用データは、コントラスト方式のオートフォーカス動作の際に必要なデータであり、例えば、フォーカス駆動速度、フォーカスシフト量、像倍率、コントラストAF可否情報などが含まれる。
ボディーマイコン10は、垂直同期信号を定期的に生成する。また、ボディーマイコン10は、これと並行して、垂直同期信号に基づいて、露光同期信号を生成する。これは、ボディーマイコン10が垂直同期信号を基準にして、露光開始タイミングと露光終了タイミングとを予め把握しているために、露光同期信号を生成できるのである。ボディーマイコン10は、垂直同期信号をタイミング発生器(図示せず)に出力し、露光同期信号をレンズマイコン40に出力する。レンズマイコン40は、露光同期信号に同期して、第2レンズ群L2の位置情報を取得する。
静止画撮影モードの場合には、ユーザーのレリーズボタン30の半押し動作により、カメラシステム1のボディーマイコン10は、交換レンズユニット2内のレンズマイコン40より、レンズマウント79およびボディーマウント4を介して、各種レンズデータを受け取り、内蔵するメモリ38に保存する。また、ボディーマイコン10は、レンズマイコン40に対して、オートフォーカス開始コマンドを発信する。レリーズボタン30が半押しされた場合、オートフォーカス開始コマンドは、コントラスト方式のオートフォーカス動作を開始する旨を示すコマンドである。このコマンドに基づいて、レンズマイコン40は、第2レンズ群L2を光軸AZに沿った方向に駆動制御する。ボディーマイコン10は、受信した画像データに基づいて、オートフォーカス動作用の評価値(以下、AF評価値という)を算出する。具体的には、撮像センサ11で生成された画像データから輝度信号を求め、輝度信号の画面内における高周波成分を積算して、AF評価値を求める方法が知られている。この算出したAF評価値は、露光同期信号と関連付けた状態でDRAM(図示せず)に保存される。そして、レンズマイコン40から取得したレンズ位置情報も露光同期信号と関連付けられている。そのため、ボディーマイコン10は、AF評価値をレンズ位置情報と関連付けて保存することができる。
また、この状態では、カメラシステム1は、撮像センサ11で生成した画像データが示す画像をスルー画像(いわゆる、ライブビュー画像)として表示部20に表示する。このスルー画像が動画で表示部20に表示されるので、ユーザーは、表示部20を見ながら静止画を撮像するための構図を決めることができる。
この後、ボディーマイコン10は、ユーザーによりレリーズボタン30が全押しされると、レンズマイコン40に対して、絞り値を不図示の測光センサからの出力に基づいて計算された絞り値にするよう指示する。そして、レンズマイコン40は、絞り駆動制御部42をコントロールし、指示された絞り値まで、絞りを絞り込む。撮像センサ駆動制御部12は、撮像センサ11の駆動を指示し、シャッターユニット33の動作を指示する。なお、撮像センサ駆動制御部12は、撮像センサ11の出力より算出された所定のシャッタースピードの時間だけ、撮像センサ11を露光する。
同様に、動画撮影モードの場合には、ユーザーのレリーズボタン30の全押し動作により、動画記録を行うことが可能となる。また、いかなるモードであろうとも、動画撮影操作ボタン35を押すことにより、動画記録を行うことが可能となる。さらには、交換レンズユニット2が動作撮影に対応している場合には、交換レンズユニット2をカメラ本体3に取り付けた際に、自動的に動作撮影モードへ移行するようにしてもよい。
(2.5:動画撮影対応可否判断動作)
カメラ本体3において、動画撮影を行うために、交換レンズユニット2に動画撮影機能が搭載されているか否かが判断される。ここでは、図12を用いて動画撮影が可能かどうかを判別する際のカメラシステム1の動作について説明する。図12は判別動作のフローチャートである。
このレンズ情報には、前述のように動画撮影に対応しているか否かに関する情報が含まれている。例えば、この情報は、レンズマイコン40のメモリ44内の所定のアドレス(例えば、通常使用されていない予備のアドレスなど)に記録されている。より具体的には、交換レンズユニット2が動画撮影に対応している場合は、所定のアドレスに動画撮影に対応していることを示す情報が記録されている。一方、交換レンズユニット2が動画撮影に対応していない場合は、所定のアドレスには積極的にその情報が記録されているわけではない。このため、所定のアドレスが使用されていない状態である場合、その交換レンズユニット2は動画撮影に対応していないとボディーマイコン10により判断される。
以上のように、カメラ本体3は、交換レンズユニット2が取り付けられた際に、交換レンズユニット2内に記憶された情報に基づき、動画撮影が可能か否かの判断を行う。
(2.6:ズーム操作およびフォーカス操作)
次に、ユーザーがズーム操作およびフォーカス操作を行う際の交換レンズユニット2の動作を説明する。
第1回転枠53が光軸AZ回りに回転すると、カムピン54aが貫通カム溝53aに案内され、第1ホルダー54および第1ホルダー54に固定された第1レンズ保持枠57がZ軸方向に直進移動する。また、第1回転枠53が光軸AZ回りに回転すると、カムピン61aが貫通カム溝53bに案内され、第2ホルダー61および第2レンズ保持枠58が一体となってZ軸方向に直進移動する。つまり、フォーカスレンズユニット78が、Z軸方向に移動する。
第2回転枠55が光軸AZ周りに回転すると、カムピン59aが貫通直進溝50aに案内され、第3レンズ保持枠59が光軸AZに平行な方向に移動する。また、第3レンズ保持枠59が光軸AZ周りに回転すると、カムピン60aがカム溝60bに案内され、第4レンズ保持枠60が光軸AZに沿った方向に移動する。
よって、ズームリング64を望遠側に回転させることにより、交換レンズユニット2は、図4に示す広角端の状態から、図5に示す望遠端の状態へと、各レンズ群L1〜L4が光軸AZに沿った方向に移動し、所定のズーム位置にて撮影することが可能となる。
(2.7:フォーカシング動作)
次に、カメラシステム1のフォーカス動作について説明する。カメラシステム1は、オートフォーカス撮影モードと、マニュアル撮影モードとの2つのフォーカスモードを有する。
ユーザーは、交換レンズユニット2、あるいはカメラ本体3に設けられたオート撮影モード、マニュアル撮影モード設定ボタン(図示せず)により、所定の撮影モードを設定する。
以上のようにして、カメラ本体3、あるいは交換レンズユニット2のオートフォーカス撮影モードによるフォーカシングが行われる。以上の動作は、ユーザーのレリーズボタン30の半押し動作、あるいは動画撮影操作ボタン35の操作実行後、瞬時に実行される。ユーザーがレリーズボタン30を全押し動作する、あるいは動画撮影操作ボタン35を操作すると、ボディーマイコン10は、撮影処理を実行し、撮影が終了すると、画像記録制御部19に制御信号を送信する。画像記録部18は、画像記録制御部19の指令に基づいて、画像信号を内部メモリおよび/ またはリムーバブルメモリに記録する。画像記録部18は、画像記録制御部19の指令に基づいて、画像信号とともに撮影モードがオートフォーカス撮影モードである旨の情報を、内部メモリおよび/ またはリムーバブルメモリに記録する。
フォーカスレンズ群駆動制御部41は、レンズマイコン40からの制御信号に基づいて超音波アクチュエータユニット80を駆動するための駆動信号を生成する。超音波アクチュエータユニット80は、駆動信号に基づいて駆動される。超音波アクチュエータユニット80の駆動により、フォーカスリング67の回転量および回転方向に応じて、第2レンズ群L2がZ軸方向に移動する。
ボディーマイコン10は、撮影が終了すると、画像記録制御部19に制御信号を送信する。画像記録部18は、画像記録制御部19の指令に基づいて、画像信号を内部メモリおよび/またはリムーバブルメモリに記録する。画像記録部18は、画像記録制御部19の指令に基づいて、画像信号とともに撮影モードがマニュアルフォーカスモードである旨の情報を、内部メモリおよび/またはリムーバブルメモリに記録する。
<3:カメラシステムの特徴>
以上に説明したように、このカメラシステム1では、交換レンズユニット2のメモリ44に格納されている情報に基づいて、交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているか否かがボディーマイコン10により判断される。この判断結果に基づいて、カメラ本体3の動画撮影機能のONおよびOFFがボディーマイコン10により自動的に切り換えられる。これにより、交換レンズユニット2が動画撮影に対応していない場合であっても、交換レンズユニット2とカメラ本体3との間のシステムの不整合を防止でき、交換レンズユニット2を有効利用することができる。すなわち、カメラシステム1の利便性を高めることができる。
第1実施形態では、クイックリターンミラー23が採用されている。しかし、コントラスト検出方式によりフォーカシングが可能である場合、クイックリターンミラー23を省略することができる。図14を用いて第2実施形態に係るカメラシステム1Aについて説明する。図14はカメラシステム1Aの構成を示すブロック図である。図1に示す構成と実質的に同一の機能を有する構成については、同一符号を付すとともに、その説明は省略する。
<1:カメラシステムの全体構成>
図14において、カメラシステム1Aは、交換レンズ式のデジタルカメラのシステムであり、主に、カメラシステム1Aの主要な機能を有するカメラ本体3Aと、カメラ本体3Aに取り外し可能に装着された交換レンズユニット2と、から構成されている。交換レンズユニット2は、最後部に設けられたレンズマウント79を介して、カメラ本体3Aの前面に設けられたボディーマウント4に装着されている。
<2:カメラシステムの特徴>
(1)
このカメラシステム1Aでは、前述のカメラシステム1と同様に、交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているか否かがボディーマイコン10により判断される。このため、交換レンズユニット2内の情報に基づいて、交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているかどうかを判別することにより、交換レンズユニット2が動画撮影に対応していない場合であっても、交換レンズユニット2とカメラ本体3Aとの間のシステムの不整合を防止でき、交換レンズユニット2を有効利用することができる。すなわち、カメラシステム1Aの利便性を高めることができる。
このカメラシステム1Aでは、ファインダ光学系22およびクイックリターンミラー23が省略されているため、カメラ本体3Aの光軸AZに沿った方向における薄型化を図ることができる。さらには、交換レンズユニット2の最後部にあるレンズから撮像センサ11までの距離(レンズバック)を短くできるため、交換レンズユニット2の小型化を図ることが可能となる。
(3)
このカメラシステム1Aでは、交換レンズユニット2が動画撮影に対応している場合、図14におけるカメラ本体3Aにおいては、その焦点検出方法として、常に撮像センサ11で生成された画像データに基づいたコントラスト方式を用いることができる。これにより、精度の良いフォーカス動作を実現することができる。
このカメラシステム1Aでは、クイックリターンミラー23の開閉動作が不必要となるため、フォーカス動作の高速化、静音化等を図ることができ、静止画撮影のみならず、動画撮影にも容易に対応することが可能となる。
〔他の実施形態〕
本発明の実施形態は、前述の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の修正および変更が可能である。
(1)
本実施の形態においては、焦点距離変更について、手動のズームリング操作により行ったが、それに限らず、電動ズーム方式であってもよい。
本実施の形態においては、交換レンズユニットの動画撮影可否の情報に基づき、表示部を用いて、動画撮影用の各種設定メニューを設定できるようにしてもよい。
(3)
本実施の形態においては、フォーカス用のアクチュエータとして超音波アクチュエータを使用したが、ステッピングモータなど、フォーカスレンズ群をダイレクト駆動することが可能なその他の方式のアクチュエータであってもよい。
(4)
本実施の形態においては、フォーカスレンズ群を第2レンズ群L2としたが、それに限らず、第3レンズ群L3、あるいは第4レンズ群L4などの他のレンズ群であってもよい。また、フォーカスレンズ群として第2レンズ群L2が一つの場合について説明したが、複数のレンズ群を協調させてフォーカシングを行うような光学系であっても適用可能である。
像ブレ補正ユニットが交換レンズユニット2およびカメラ本体3内のいずれか、あるいはその両方に設けられていてもよい。この場合、いずれかの像ブレ補正ユニットを選択できるようなカメラシステムであってもよい。
(6)
本実施の形態では、シャッターを動作させることにより撮像センサへの露光時間を制御したが、これに限らず、電子シャッター等により撮像センサの露光時間を制御してもよい。
(7)
前述の実施形態では、レンズ情報に動画撮影に対応しているか否かの情報が含まれている。しかし、動画撮影に対応しているか否かは、フォーカスレンズ群の駆動方式あるいはフォーカスレンズ群駆動制御部41などがコントラスト検出方式に対応しているか否かなどにより判断されてもよい。
本実施の形態においては、動画撮影モードへ移行する手段として、「モード切換ダイアル26にて動画撮影モードを選択した後、レリーズボタン30を全押しする」、および「動画撮影操作ボタン35を押す」という2系統の操作方法を設けている。しかしながら、ユーザーの利便性を考慮すると、操作体系を1系統のみにした方が良い場合には、モード切換ダイアル26から動画撮影モードを削除し、動画撮影操作ボタン35のみを残すことが考えられる。この場合、動画撮影モード移行操作の煩雑さが軽減されるので、より操作性が改善すると考えられる。
(9)
前述の実施形態では、交換レンズユニット2は動画撮影に対応している。しかし、前述のようにカメラ本体のみが動画撮影に対応しており交換レンズユニットが動画撮影に対応していない場合もあり得る。
一方、レンズを撮影用として使用する場合は、反射ミラーが瞬時に位置を変え、撮影用光路から待避することで、ファインダ用光路を撮影用光路に切り換え、撮影が終了すると定位置に瞬時に戻る。この方式は、一眼レフ方式であれば、従来の銀塩カメラでも、デジタルカメラでも同様である。
そこで、例えば、液晶モニタを見ながら撮影できるデジタル一眼レフカメラが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。また、動画を表示部に表示するデジタル一眼レフカメラが提案されている(例えば、特許文献2を参照)。
また、仮に、カメラ本体が動画撮影に対応していたとしても、カメラ本体に装着される交換レンズユニットが必ずしも動画撮影に対応しているとは限らない。動画撮影に対応していない交換レンズユニットがカメラ本体に装着されると、交換レンズユニットとカメラ本体との間でシステムの不整合が生じるため好ましくない。動画撮影に対応していない交換レンズを、動画撮影に対応しているカメラ本体に装着して使用することができなければ、交換レンズユニットの有効利用をすることができず、カメラシステムとして利便性に欠ける。
第2の発明に係るカメラシステムは、第1の発明に係るカメラシステムにおいて、交換レンズユニットが動画撮影モードに対応しているか否かに関する情報は、焦点調節部がコントラスト検出方式に対応しているか否かに関する情報および焦点検出部の駆動部の種類に関する情報のうち少なくとも一方を含んでいる。
第3の発明に係るカメラシステムは、第2の発明に係るカメラシステムにおいて、カメラ本体が、撮像部により取得された画像を表示可能な第1表示部を有している。本体制御部は、第1表示部の動作を制御する表示制御部を有している。交換レンズユニットが動画撮影モードに対応していないと判断部にて判断された場合、表示制御部は、第1表示部に交換レンズユニットが動画撮影モードに対応していない旨を表示させる。
第5の発明に係るカメラ本体は、交換レンズユニットとともにカメラシステムに用いられる。交換レンズユニットは、被写体の光学像を形成する撮像光学系と、光学像の合焦状態を光学的に調節する焦点調節部と、焦点調節部の動作を制御するレンズ制御部と、を有している。カメラ本体は、光学像を画像信号に変換し被写体の画像を取得する撮像部と、画像信号に基づいてコントラスト検出方式により光学像の合焦状態を検出する焦点検出部と、外部から操作情報を入力可能な操作部と、撮像部の動作を制御するとともにレンズ制御部と情報の送受信が可能な本体制御部と、を含んでいる。レンズ制御部は、交換レンズユニットに関するレンズ情報を有している。レンズ情報は、交換レンズユニットが動画撮影モードに対応しているか否かに関する情報を含んでいる。本体制御部は、レンズ情報に基づいて交換レンズユニットが動画撮影モードに対応しているか否かを判断する判断部と、操作情報または判断部での判断結果に基づいて撮像部の動作を静止画撮影モードまたは動画撮影モードに設定可能なモード切換制御部と、を有している。交換レンズユニットが動画撮影モードに対応していないと判断部にて判断された場合、モード切換制御部は、操作情報に関わらず撮像部の動作を動画撮影モードに設定するのを制限する。
〔第1実施形態〕
<1:カメラシステムの全体構成>
図1〜図3(B)を用いて第1実施形態に係るカメラシステム1の全体構成について説明する。図1にカメラシステム1のブロック図を示す。図2にカメラ本体3のブロック図を示す。図3(A)および(B)にカメラ本体3の概略構成図を示す。
図1に示すように、カメラシステム1は、交換レンズ式のデジタル一眼レフカメラシステムであり、主に、カメラシステム1の主要な機能を有するカメラ本体3と、カメラ本体3に取り外し可能に装着された交換レンズユニット2と、から構成されている。交換レンズユニット2は、レンズマウント79を介して、カメラ本体3の前面に設けられたボディーマウント4に装着されている。
図1および図2に示すように、カメラ本体3は主に、被写体を撮像する撮像部71と、撮像部71などの各部の動作を制御する本体制御部としてのボディーマイコン10と、撮影された画像や各種情報を表示する画像表示部72と、画像データを格納する画像格納部73と、被写体像を視認するファインダ光学系22と、から構成されている。
撮像部71は主に、入射光をファインダ光学系22および焦点検出ユニット5に導くクイックリターンミラー23と、光電変換を行うCCD(Charge Coupled Device)などの撮像センサ11と、撮像センサ11の露光状態を調節するシャッターユニット33と、ボディーマイコン10からの制御信号に基づいてシャッターユニット33の駆動を制御するシャッター制御部31と、撮像センサ11の動作を制御する撮像センサ駆動制御部12と、焦点(被写体像の合焦状態)を検出する焦点検出ユニット5と、から構成されている。焦点検出ユニット5は、例えば一般的な位相差検出方式によって焦点検出を行う。なお、焦点検出方式については、カメラシステム1の使用状況により、上記の焦点検出ユニット5を使用する位相差検出方式と、撮像センサ11から出力される画像信号に基づくコントラスト検出方式と、のいずれかが用いられる。コントラスト検出方式の場合、ボディーマイコン10によりコントラスト値が求められ焦点が検出される。すなわち、ボディーマイコン10がコントラスト検出部を含んでいると言える。この焦点検出結果は後述のレンズマイコン40に送信され、フォーカスレンズ群(第2レンズ群L2)の駆動に用いられる。
ボディーマイコン10は、カメラ本体3の中枢を司る制御装置であり、各種シーケンスをコントロールする。具体的には、ボディーマイコン10にはCPU、ROM、RAMが搭載されており、ROMに格納されたプログラムがCPUに読み込まれることで、ボディーマイコン10は様々な機能を実現することができる。例えば、ボディーマイコン10は、交換レンズユニット2がカメラ本体3に装着されたことを検知する機能、あるいは交換レンズユニット2から焦点距離情報などのカメラシステム1を制御する上で不可欠な情報を取得し交換レンズユニット2の動作を制御する機能などを有している。さらに、ボディーマイコン10は、交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているか否かを判断する機能(判断部)、撮像センサ駆動制御部12を介して撮像センサ11の動作を静止画撮影モードおよび動画撮影モードに設定する機能(モード切換制御部)を有している。図1に示すように、ボディーマイコン10はカメラ本体3に設けられた各部と接続されている。
さらに、図2に示すように、ボディーマイコン10内のメモリ38には、カメラ本体3に関する各種情報(本体情報)が格納されている。この本体情報には、例えば、カメラ本体3の製造会社名、製造年月日、型番、ボディーマイコン10にインストールされているソフトのバージョン、およびファームアップに関する情報などのカメラ本体3を特定するための型式に関する情報(カメラ特定情報)などが含まれている。なお、メモリ38は、レンズマイコン40から送信された情報を格納可能である。
ボディーマウント4は、交換レンズユニット2のレンズマウント79と機械的および電気的に接続可能である。ボディーマウント4は、レンズマウント79を介して、交換レンズユニット2との間で、データを送受信可能である。例えば、ボディーマウント4は、ボディーマイコン10から受信した露光同期信号を、レンズマウント79を介してレンズマイコン40に送信する。また、ボディーマウント4は、ボディーマイコン10から受信したその他の制御信号を、レンズマウント79を介してレンズマイコン40に送信する。また、ボディーマウント4は、レンズマウント79を介してレンズマイコン40から受信した信号をボディーマイコン10に送信する。また、ボディーマウント4は、電源ユニット(図示せず)から供給された電力を、レンズマウント79を介して交換レンズユニット2全体に供給する。
電源スイッチ25は、カメラシステム1あるいはカメラ本体3の電源の入切を行うためのスイッチである。電源スイッチ25により電源がON状態になると、カメラ本体3および交換レンズユニット2の各部に電源が供給される。モード切換ダイアル26は、静止画撮影モード、動画撮影モードおよび再生モードを切り換えるためのダイアルであり、ユーザーはモード切換ダイアル26を回転させてモードを切換えることができる。モード切換ダイアル26により静止画撮影モードが選択されると、撮影モードを静止画撮影モードへ切り換えることができ、モード切換ダイアル26により動画撮影モードが選択されると、撮影モードを動画撮影モードへ切り換えることができる。動画撮影モードでは、基本的に動画撮影が可能となる。さらに、モード切換ダイアル26により再生モードが選択されると、モードを再生モードへ切り換えることができ、表示部20に撮影画像を表示させることができる。
図2に示すように、静止画撮影モードでは、レリーズボタン30の操作によるタイミング信号を受信したボディーマイコン10は、ストロボ制御部47に制御信号を出力する。そしてストロボ制御部47は、制御信号に基づいてLEDなどにて構成されるストロボ48を発光させる。ストロボ48は、撮像センサ11が受光する光量に応じて制御される。すなわち、ストロボ制御部47は、撮像センサ11からの画像信号の出力が一定値以下の場合にはシャッター動作と連動して自動的に発光させる。一方、画像信号の出力が一定値以上の場合には、ストロボ制御部47はストロボ48を発光させないように制御する。
また、動画撮影モードでは、レリーズボタン30、あるいは動画撮影操作ボタン35の操作により、LEDなどにて構成されるストロボ48は、ビデオライトとしての機能を果たし、動画撮影中は被写体に向けて、光を照射する。
撮像センサ11から出力された画像信号(静止画、あるいは動画)は、アナログ信号処理部13から、A/D変換部14、デジタル信号処理部15、バッファメモリ16、画像圧縮部17へと、順次送られて処理される。アナログ信号処理部13は、撮像センサ11から出力される画像信号にガンマ処理等のアナログ信号処理を施す。A/D変換部14は、アナログ信号処理部13から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号処理部15は、A/D変換部14によりデジタル信号に変換された画像信号に対してノイズ除去や輪郭強調等のデジタル信号処理を施す。バッファメモリ16は、RAMであり、画像信号を一旦記憶する。
表示部20は、例えば液晶モニタであり、画像表示制御部21からの指令に基づいて、画像記録部18あるいはバッファメモリ16に記録された画像信号を可視画像として表示する。ここで表示部20の表示形態としては、画像信号のみを可視画像として表示する表示形態と、画像信号と撮影時の情報とを可視画像として表示する表示形態とがある。なお、表示部20は、カメラ本体3の筐体3aに対して、自由に角度を変更できる角度可変型のモニタであってもよい。
(1.2:交換レンズユニット)
図1に示すように、交換レンズユニット2は主に、カメラシステム1内の撮像センサ11に被写体像を結ぶための撮像光学系Lと、フォーカシングを行うフォーカスレンズ群駆動制御部41と、絞りを調節する絞り駆動制御部42と、交換レンズユニット2の動作を制御するレンズ制御部としてのレンズマイコン40と、から構成されている。
フォーカスレンズ群駆動制御部41は主に、フォーカスを調節する後述の第2レンズ群L2(フォーカスレンズ群)を駆動制御する。絞り駆動制御部42は、主に絞りまたは開放を調節する絞り部43を駆動制御する。
また、レンズマイコン40内のメモリ44には、交換レンズユニット2に関する各種情報(レンズ情報)が格納されている。具体的には、交換レンズユニット2の焦点距離の最大値と最小値(焦点距離可変範囲)を示す焦点距離情報、あるいは物点距離情報などが記憶されている。このメモリ44に記憶されている各種情報については、撮影時に使用するために、交換レンズユニット2がカメラ本体3に取り付けられた際に、カメラ本体3側に送られる。さらには、交換レンズユニット2が先述した動画撮影に対応しているか否かに関する情報についても、メモリ44内に記憶されている。動画撮影に関する情報の詳細については後述する。
交換レンズユニット2は、撮像光学系Lを支持するレンズ鏡筒45を有している。レンズ鏡筒45は、固定枠50と、第1直進枠52と、第1回転枠53と、第1ホルダー54と、第2回転枠55と、第1レンズ保持枠57と、第2レンズ保持枠58と、第3レンズ保持枠59と、第4レンズ保持枠60と、第2ホルダー61と、フィルターマウント62と、ズームリングユニット63と、フォーカスリングユニット66と、レンズマウント79と、を有している。
第1ホルダー54は、第1回転枠53の外周側に同軸上に配置されており、第1直進枠52により光軸AZ回りの相対回転を規制されている。第1回転枠53が光軸AZを中心に回転すると、第1ホルダー54は第1直進枠52に対して回転することなく(第1回転枠53に対して回転しながら)Z軸方向に移動する。第1ホルダー54のZ軸方向負側の部分には、円周方向に等ピッチで配置された3つのカムピン54aが設けられている。
第2ホルダー61は、第1直進枠52の内周側に同軸上に配置されており、第1直進枠52により光軸AZ回りの相対回転が規制されている。第2ホルダー61は、円周方向に等ピッチで配置された3本のカムピン61aを有している。カムピン61aは第1直進枠52の貫通直進溝52cおよび第1回転枠53の貫通カム溝53bに挿入されている。このため、第1回転枠53が光軸AZ中心に回転すると、第2ホルダー61は第1直進枠52に対して回転することなく(第1回転枠53に対して回転しながら)Z軸方向に移動する。
第2回転枠55は、固定枠50の内周側に同軸上に配置されており、固定枠50により支持されている。第1回転枠53が光軸AZを中心に回転すると、第2回転枠55は固定枠50に対して光軸AZ回りに回転しながら光軸AZに沿った方向に移動する。
第3レンズ保持枠59は、第2回転枠55の内周側に同軸上に配置されており、固定枠50により光軸AZ回りの相対回転が規制されている。第1回転枠53が光軸AZ回りに回転すると、第3レンズ保持枠59は固定枠50に対して回転することなくZ軸方向に移動する。
第1レンズ保持枠57は、第1ホルダー54の端部に固定されており、第1レンズ群L1を保持している。第2レンズ保持枠58は、第2レンズ群L2を保持している。第2レンズ保持枠58には、後述する超音波アクチュエータユニット80と、その円周上の略反対側の位置に配置された廻り止め部(図示せず)と、が設けられている。
第3レンズ保持枠59は、第3レンズ群L3を保持しており、円周方向に等ピッチで配置された3本のカムピン59aを有している。
第1回転枠53は、円筒形状のカム環であり、光軸AZに対して傾斜する3本の貫通カム溝53a、53bを有している。貫通カム溝53aには第1ホルダー54のカムピン54aが挿入されている。貫通カム溝53bには第2ホルダー61のカムピン61aが挿入されている。第1回転枠53の端部には、第2回転枠55のカムピン55aが挿入される3本の長穴部53cが設けられている。このカムピン55aには、1本の長いピンと、2本の短いピンと、があり、1本の長いピンのみが長穴部53cに挿入されている。
第1直進枠52は、円筒形状のカム環であり、第1ホルダー54のカムピン54aが挿入される3本の貫通直進溝52bが形成されている。貫通直進溝52bと干渉しない位置に、第2ホルダー61のカムピン61aが挿入される3本の貫通直進溝52cが形成されている。第1直進枠52の端部には、第3レンズ保持枠59と一体でZ軸方向に移動させるために、第3レンズ保持枠59に設けられたカムピン59aが挿入される貫通穴52dが設けられている。
第2回転枠55の外周面には、第3レンズ保持枠59のカムピン59aと係合しZ軸方向に対して傾斜する3本の貫通カム溝55cが円周方向に等ピッチで形成されている。第4レンズ保持枠60のカムピン60aと係合するZ軸方向に対して傾斜する3本の貫通カム溝55dが円周方向に等ピッチで形成されている。
フィルターマウント62は円筒形状であり、Z軸方向正側(被写体側)に、偏光フィルタや保護フィルタ等の光学フィルタと、コンバージョンレンズを取り付けるための雌ねじと、が形成されている。フィルターマウント62は、3本の取り付けネジ等により第1ホルダー54に固定される。
図6および図7に示すように、フォーカス動作に伴い、光軸AZに沿った方向に移動可能なフォーカスレンズユニット78は、第2レンズ群L2、第2レンズ保持枠58、第2ホルダー61、ガイドポール74a、74b、2群固定枠75、超音波アクチュエータユニット80、磁気スケール76、および磁気センサ77を有している。第2レンズ保持枠58は、第2レンズ群L2(フォーカスレンズ群)を保持している。ガイドポール74aの両端は、超音波アクチュエータユニット80に含まれており、2群固定枠75および第2ホルダー61に固定されている。ガイドポール74bは、第2レンズ保持枠58の固定部58bからZ軸方向に延びており、2群固定枠75の孔75aに挿入されている。第2レンズ保持枠58は2群固定枠75によりZ軸方向へ移動可能に支持されている。第2レンズ保持枠58は、超音波アクチュエータユニット80によりZ軸方向に駆動される。
磁気スケール76および磁気センサ77により、2群固定枠75に対する第2レンズ保持枠58の位置を検出する位置検出ユニットが構成されている。磁気スケール76は、第2レンズ保持枠58に固定されており、Z軸方向に等間隔に着磁されている。磁気センサ77は、磁気スケール76の信号を検出するMRセンサなどであり、2群固定枠75に固定されている。磁気センサ77は、磁気スケール76と所定の間隔を保つように設けられている。磁気センサ77により位置検出を行いフィードバック制御を行うことにより、高速応答性に加え、高分解能、高精度、低騒音、高トルクなリニアアクチュエータを実現することが可能となる。これにより、動画撮影に最適なフォーカス特性を得ることができる。なお、第2レンズ群L2、つまり第2レンズ保持枠58の原点位置は、図示せぬフォトセンサ等により検出することができる。この原点位置を検出することにより、例えば、レンズマウント79に対する第2レンズ群L2の絶対位置を検出可能である。また、原点位置からの相対位置については、磁気センサ77からの出力値をカウントすることにより、第2レンズ群L2がどの位置にいるかどうかを常に検出することができる。つまり、原点位置からの相対位置を検出することにより、第2レンズ群L2が、レンズマウント79を基準として現在どの位置にあるのかを常に検出することが可能となる。
図8および図9に示すように、超音波アクチュエータユニット80において、PZTや水晶等の圧電材料からなる圧電素子81の表面の2箇所に略球形状の駆動子82を設けている。この2箇所とは圧電素子81の屈曲振動の腹の略中心に該当する箇所であり、この箇所に駆動子82を設けることで圧電素子81の振動をより有効に活用することができる。
駆動子82の材料としては、例えば、ジルコニア、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、タングステンカーバイド等が挙げられる。また、駆動子82の形状は略球状であるが、略球形状とすることにより、圧電素子81の長さ方向との接触面積を小さくできる。これにより圧電素子81の屈曲振動を阻害しにくくなり、その結果、超音波アクチュエータとしての効率を向上させることができる。
超音波アクチュエータユニット80は、主に、可動部80aと、固定部80bと、を有している。可動部80aは、圧電素子81、駆動子82、内ケース84、外ケース90、ガイドボール91、リテーナー92、外ケース蓋93を有している。固定部80bは、可動体83、摺動板94、ガイドポール74aを有している。
可動体83の材料としてはアルミナが挙げられる。駆動子82にアルミナを用いる場合、磨耗の観点から、可動体83のアルミナは駆動子82のアルミナよりも柔らかいものを用いることが望ましい。
圧電素子81は内ケース84に収容されており、内ケース84内に設けた支持体85により圧電素子81は支持されている。支持体85は、例えば導電性シリコンゴムなどである。すなわち、圧電素子81の伸縮方向が可動体83の可動方向と同方向(Z軸方向、光軸AZに沿った方向)になるように圧電素子81が内ケース84内に配置されている。この可動体83の可動方向と同方向の内ケース84内壁面に、壁面支持体85a、85cが設けられており、内壁面に側圧が作用する。内ケース84の内底面には、裏面支持体85bが設けられており、圧電素子81を支持することで与圧が作用する。裏面支持体85bは、この2個の駆動子82が略同一圧力にて可動体83を支持するように設けられており、これにより可動体83を安定して動作させることができる。
外ケース90の両端側には、ガイドポール74aを支持する軸受部90a,90bが設けられており、外ケース90はガイドポール74aに対してZ軸方向に移動可能である。つまり、駆動子82が楕円運動することにより、可動体83とガイドポール74aからなる固定部80bに対して、可動部80aは、光軸AZに沿った方向に往復運動することが可能となる。
(1.3:交換レンズユニットに関する情報)
ここで、交換レンズユニット2に関する情報について説明する。レンズマイコン40内のメモリ44には、交換レンズユニット2に関する各種情報(レンズ情報)が格納されている。具体的には、交換レンズユニット2の焦点距離の最大値と最小値(焦点距離可変範囲)を示す焦点距離情報、あるいは物点距離情報などがメモリ44に格納されている。
交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているか否かの判断基準としては、例えば、フォーカスレンズ群としての第2レンズ群L2がウォブリング(例えば、三角波、サイン波などの入力信号に基づく微小往復振動)可能であるか否かが考えられる。第2レンズ群L2がガイドポールにより支持されており、超音波アクチュエータなどにより第2レンズ群L2がダイレクトに駆動される構成であれば、ウォブリング可能と判断できる。したがって、交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているか否かに関する情報として、第2レンズ群L2の駆動方式も考えられる。
また、動画撮影に対応できるということは、交換レンズユニット2がコントラスト検出方式に対応していることを意味している。したがって、交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているか否かに関する情報として、コントラスト検出方式に対応可能かどうかという内容の情報も考えられる。
これらの情報が交換レンズユニット2内に記憶されている場合には、カメラ本体3に取り付けられた際に、カメラ本体3側のボディーマイコン10により、動画撮影が可能であるか否かが判断される。また、超音波アクチュエータなどのフォーカスレンズ群駆動用アクチュエータの性能により、フォーカス速度、最小分解能などを個別に記憶し、カメラ本体3との組み合わせにより、最適なフォーカス性能を設定できるようにする。例えば、そのフォーカス性能に合わせて、カメラシステム1として、動画撮影時のフレームレート(30fps、60fpsなど)、記録画素数などを自動的に設定できるようにする。よって、超音波アクチュエータを搭載した交換レンズユニット2と組み合わせた時には、動画撮影時のフレームレートを、カメラ本体3が実現し得る最高のフレームレート(本実施の形態の場合には、60fps)に自動的に設定できるようにすれば、なおよい。
<2:カメラシステムの動作>
以下、上述のように構成されたカメラシステム1の撮影動作を説明する。
図10および図11は、カメラシステム1での撮像時の概念図であり、図10はファインダ撮影モードを説明する図、図11はモニタ撮影モードを説明する図である。
(2.1:撮像前の状態)
図10および図11に示すように、被写体(図示せず)からの光は、交換レンズユニット2を透過し、半透過ミラーであるメインミラー23aに入射する。メインミラー23aに入射した光の一部は反射してファインダスクリーン6に入射し、残りの光は透過してサブミラー23bに入射する。ファインダスクリーン6に入射した光は被写体像として結像する。この被写体像は、ペンタプリズム7によって正立像に変換され接眼レンズ8に入射する。これにより、ユーザーは、ファインダ接眼窓9を介して被写体の正立像を観察できる。また、サブミラー23bに入射した光は反射され、焦点検出ユニット5に入射する。
このカメラシステム1は、2つの撮影モード、すなわちファインダ撮影モードおよびモニタ撮影モードを有する。ファインダ撮影モードは、ユーザーがファインダ接眼窓9を観察しながら撮影するモードであり、従来の一眼レフカメラにおける通常の撮影モードである。モニタ撮影モードは、液晶モニタなどの表示部20をユーザーが観察しながら撮影するモードである。
ファインダ撮影モードにおいては、図10に示すように、クイックリターンミラー23は、光軸AZ内の所定位置に配置されており、被写体光は、ファインダ光学系22に導かれるので、ユーザーは、ファインダ接眼窓9から被写体像を観察することができる。実際の撮影時には、クイックリターンミラー23が光軸AZ外に跳ね上げられるとともに、シャッターユニット33が開かれて撮像センサ11の撮像面上に被写体像が結像される。
(2.3:ファインダ撮影モードの動作)
カメラシステム1の撮影動作について説明する。図1〜図4を用いて、ユーザーがファインダ接眼窓9を覗いて撮影するファインダ撮影モードにおける駆動シーケンスについて説明する。
ファインダ撮影モードにおいて撮影する場合、ユーザーは、筐体3aの背面に設けられたファインダ切り替えボタン34を操作して、撮影モードとしてファインダ撮影モードを選択する。
露光完了後、撮像センサ駆動制御部12により撮像センサ11から読み出された画像データは、所定の画像処理を実行された後、表示部20に撮影画像として表示される。また、撮像センサ11から読み出され、所定の画像処理を実行された画像データは、画像記録部18を介して、記憶媒体に画像データとして書き込まれる。また、露光終了後、クイックリターンミラー23とシャッターユニット33とは、初期位置にリセットされる。ボディーマイコン10は、レンズマイコン40へ、絞りを開放位置にリセットするよう指示し、レンズマイコン40は、各ユニットに対してリセット命令を行う。リセット完了後、レンズマイコン40は、ボディーマイコン10にリセット完了を伝える。ボディーマイコン10は、レンズマイコン40からのリセット完了情報と露光後の一連処理の完了を待ち、その後、レリーズボタン30の状態が、押し込みされていない状態であることを確認し、撮影シーケンスを終了させる。
次に、図1〜図3(B)および図5を用いて、ユーザーが表示部20を用いて撮影するモニタ撮影モードにおける駆動シーケンスについて説明する。
表示部20を用いて撮影する場合、ユーザーは、ファインダ切り替えボタン34を操作して、モニタ撮影モードを選択する。モニタ撮影モードに設定されると、ボディーマイコン10は、クイックリターンミラー23を光軸AZ内から退避させる。これにより、被写体からの光が撮像センサ11に達する。撮像センサ11は、撮像センサ11上に結像される被写体からの光を画像データに変換し、画像データとして取得し、出力することができる。撮像センサ駆動制御部12により撮像センサ11から読み出された画像データは、所定の画像処理を実行された後、表示部20に撮影画像として表示される。このように、撮影画像を表示部20に表示させることにより、ユーザーは、ファインダ接眼窓9を覗くことなく、被写体を追いかけることが可能となる。
このモニタ撮影モードにおいては、その合焦方法として、焦点検出ユニット5を用いた位相差検出方式に替わり、撮像センサ11で生成された画像データに基づいて、コントラスト方式のオートフォーカスが用いられる。表示部20を用いたモニタ撮影モードにおけるオートフォーカス動作の方式としては、コントラスト方式を用いることにより、カメラシステムとして、精度の良いフォーカス動作を実現することができる。このモニタ撮影モードでは、定常的に、撮像センサ11で画像データを生成しているので、従来の位相差検出方式に比べ、その画像データを用いたコントラスト方式のオートフォーカス動作をするのが容易である。
コントラスト方式のオートフォーカス動作を行う際には、ボディーマイコン10は、レンズマイコン40に対して、コントラストAF用データを要求する。コントラストAF用データは、コントラスト方式のオートフォーカス動作の際に必要なデータであり、例えば、フォーカス駆動速度、フォーカスシフト量、像倍率、コントラストAF可否情報などが含まれる。
ボディーマイコン10は、垂直同期信号を定期的に生成する。また、ボディーマイコン10は、これと並行して、垂直同期信号に基づいて、露光同期信号を生成する。これは、ボディーマイコン10が垂直同期信号を基準にして、露光開始タイミングと露光終了タイミングとを予め把握しているために、露光同期信号を生成できるのである。ボディーマイコン10は、垂直同期信号をタイミング発生器(図示せず)に出力し、露光同期信号をレンズマイコン40に出力する。レンズマイコン40は、露光同期信号に同期して、第2レンズ群L2の位置情報を取得する。
静止画撮影モードの場合には、ユーザーのレリーズボタン30の半押し動作により、カメラシステム1のボディーマイコン10は、交換レンズユニット2内のレンズマイコン40より、レンズマウント79およびボディーマウント4を介して、各種レンズデータを受け取り、内蔵するメモリ38に保存する。また、ボディーマイコン10は、レンズマイコン40に対して、オートフォーカス開始コマンドを発信する。レリーズボタン30が半押しされた場合、オートフォーカス開始コマンドは、コントラスト方式のオートフォーカス動作を開始する旨を示すコマンドである。このコマンドに基づいて、レンズマイコン40は、第2レンズ群L2を光軸AZに沿った方向に駆動制御する。ボディーマイコン10は、受信した画像データに基づいて、オートフォーカス動作用の評価値(以下、AF評価値という)を算出する。具体的には、撮像センサ11で生成された画像データから輝度信号を求め、輝度信号の画面内における高周波成分を積算して、AF評価値を求める方法が知られている。この算出したAF評価値は、露光同期信号と関連付けた状態でDRAM(図示せず)に保存される。そして、レンズマイコン40から取得したレンズ位置情報も露光同期信号と関連付けられている。そのため、ボディーマイコン10は、AF評価値をレンズ位置情報と関連付けて保存することができる。
また、この状態では、カメラシステム1は、撮像センサ11で生成した画像データが示す画像をスルー画像(いわゆる、ライブビュー画像)として表示部20に表示する。このスルー画像が動画で表示部20に表示されるので、ユーザーは、表示部20を見ながら静止画を撮像するための構図を決めることができる。
この後、ボディーマイコン10は、ユーザーによりレリーズボタン30が全押しされると、レンズマイコン40に対して、絞り値を不図示の測光センサからの出力に基づいて計算された絞り値にするよう指示する。そして、レンズマイコン40は、絞り駆動制御部42をコントロールし、指示された絞り値まで、絞りを絞り込む。撮像センサ駆動制御部12は、撮像センサ11の駆動を指示し、シャッターユニット33の動作を指示する。なお、撮像センサ駆動制御部12は、撮像センサ11の出力より算出された所定のシャッタースピードの時間だけ、撮像センサ11を露光する。
同様に、動画撮影モードの場合には、ユーザーのレリーズボタン30の全押し動作により、動画記録を行うことが可能となる。また、いかなるモードであろうとも、動画撮影操作ボタン35を押すことにより、動画記録を行うことが可能となる。さらには、交換レンズユニット2が動画撮影に対応している場合には、交換レンズユニット2をカメラ本体3に取り付けた際に、自動的に動画撮影モードへ移行するようにしてもよい。
(2.5:動画撮影対応可否判断動作)
カメラ本体3において、動画撮影を行うために、交換レンズユニット2に動画撮影機能が搭載されているか否かが判断される。ここでは、図12を用いて動画撮影が可能かどうかを判別する際のカメラシステム1の動作について説明する。図12は判別動作のフローチャートである。
このレンズ情報には、前述のように動画撮影に対応しているか否かに関する情報が含まれている。例えば、この情報は、レンズマイコン40のメモリ44内の所定のアドレス(例えば、通常使用されていない予備のアドレスなど)に記録されている。より具体的には、交換レンズユニット2が動画撮影に対応している場合は、所定のアドレスに動画撮影に対応していることを示す情報が記録されている。一方、交換レンズユニット2が動画撮影に対応していない場合は、所定のアドレスには積極的にその情報が記録されているわけではない。このため、所定のアドレスが使用されていない状態である場合、その交換レンズユニット2は動画撮影に対応していないとボディーマイコン10により判断される。
以上のように、カメラ本体3は、交換レンズユニット2が取り付けられた際に、交換レンズユニット2内に記憶された情報に基づき、動画撮影が可能か否かの判断を行う。
(2.6:ズーム操作およびフォーカス操作)
次に、ユーザーがズーム操作およびフォーカス操作を行う際の交換レンズユニット2の動作を説明する。
第1回転枠53が光軸AZ回りに回転すると、カムピン54aが貫通カム溝53aに案内され、第1ホルダー54および第1ホルダー54に固定された第1レンズ保持枠57がZ軸方向に直進移動する。また、第1回転枠53が光軸AZ回りに回転すると、カムピン61aが貫通カム溝53bに案内され、第2ホルダー61および第2レンズ保持枠58が一体となってZ軸方向に直進移動する。つまり、フォーカスレンズユニット78が、Z軸方向に移動する。
第2回転枠55が光軸AZ周りに回転すると、カムピン59aが貫通直進溝50aに案内され、第3レンズ保持枠59が光軸AZに平行な方向に移動する。また、第3レンズ保持枠59が光軸AZ周りに回転すると、カムピン60aがカム溝60bに案内され、第4レンズ保持枠60が光軸AZに沿った方向に移動する。
よって、ズームリング64を望遠側に回転させることにより、交換レンズユニット2は、図4に示す広角端の状態から、図5に示す望遠端の状態へと、各レンズ群L1〜L4が光軸AZに沿った方向に移動し、所定のズーム位置にて撮影することが可能となる。
(2.7:フォーカシング動作)
次に、カメラシステム1のフォーカス動作について説明する。カメラシステム1は、オートフォーカス撮影モードと、マニュアル撮影モードとの2つのフォーカスモードを有する。
ユーザーは、交換レンズユニット2、あるいはカメラ本体3に設けられたオート撮影モード、マニュアル撮影モード設定ボタン(図示せず)により、所定の撮影モードを設定する。
以上のようにして、カメラ本体3、あるいは交換レンズユニット2のオートフォーカス撮影モードによるフォーカシングが行われる。以上の動作は、ユーザーのレリーズボタン30の半押し動作、あるいは動画撮影操作ボタン35の操作実行後、瞬時に実行される。ユーザーがレリーズボタン30を全押し動作する、あるいは動画撮影操作ボタン35を操作すると、ボディーマイコン10は、撮影処理を実行し、撮影が終了すると、画像記録制御部19に制御信号を送信する。画像記録部18は、画像記録制御部19の指令に基づいて、画像信号を内部メモリおよび/ またはリムーバブルメモリに記録する。画像記録部18は、画像記録制御部19の指令に基づいて、画像信号とともに撮影モードがオートフォーカス撮影モードである旨の情報を、内部メモリおよび/ またはリムーバブルメモリに記録する。
フォーカスレンズ群駆動制御部41は、レンズマイコン40からの制御信号に基づいて超音波アクチュエータユニット80を駆動するための駆動信号を生成する。超音波アクチュエータユニット80は、駆動信号に基づいて駆動される。超音波アクチュエータユニット80の駆動により、フォーカスリング67の回転量および回転方向に応じて、第2レンズ群L2がZ軸方向に移動する。
ボディーマイコン10は、撮影が終了すると、画像記録制御部19に制御信号を送信する。画像記録部18は、画像記録制御部19の指令に基づいて、画像信号を内部メモリおよび/またはリムーバブルメモリに記録する。画像記録部18は、画像記録制御部19の指令に基づいて、画像信号とともに撮影モードがマニュアルフォーカスモードである旨の情報を、内部メモリおよび/またはリムーバブルメモリに記録する。
<3:カメラシステムの特徴>
以上に説明したように、このカメラシステム1では、交換レンズユニット2のメモリ44に格納されている情報に基づいて、交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているか否かがボディーマイコン10により判断される。この判断結果に基づいて、カメラ本体3の動画撮影機能のONおよびOFFがボディーマイコン10により自動的に切り換えられる。これにより、交換レンズユニット2が動画撮影に対応していない場合であっても、交換レンズユニット2とカメラ本体3との間のシステムの不整合を防止でき、交換レンズユニット2を有効利用することができる。すなわち、カメラシステム1の利便性を高めることができる。
第1実施形態では、クイックリターンミラー23が採用されている。しかし、コントラスト検出方式によりフォーカシングが可能である場合、クイックリターンミラー23を省略することができる。図14を用いて第2実施形態に係るカメラシステム1Aについて説明する。図14はカメラシステム1Aの構成を示すブロック図である。図1に示す構成と実質的に同一の機能を有する構成については、同一符号を付すとともに、その説明は省略する。
<1:カメラシステムの全体構成>
図14において、カメラシステム1Aは、交換レンズ式のデジタルカメラのシステムであり、主に、カメラシステム1Aの主要な機能を有するカメラ本体3Aと、カメラ本体3Aに取り外し可能に装着された交換レンズユニット2と、から構成されている。交換レンズユニット2は、最後部に設けられたレンズマウント79を介して、カメラ本体3Aの前面に設けられたボディーマウント4に装着されている。
<2:カメラシステムの特徴>
(1)
このカメラシステム1Aでは、前述のカメラシステム1と同様に、交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているか否かがボディーマイコン10により判断される。このため、交換レンズユニット2内の情報に基づいて、交換レンズユニット2が動画撮影に対応しているかどうかを判別することにより、交換レンズユニット2が動画撮影に対応していない場合であっても、交換レンズユニット2とカメラ本体3Aとの間のシステムの不整合を防止でき、交換レンズユニット2を有効利用することができる。すなわち、カメラシステム1Aの利便性を高めることができる。
このカメラシステム1Aでは、ファインダ光学系22およびクイックリターンミラー23が省略されているため、カメラ本体3Aの光軸AZに沿った方向における薄型化を図ることができる。さらには、交換レンズユニット2の最後部にあるレンズから撮像センサ11までの距離(レンズバック)を短くできるため、交換レンズユニット2の小型化を図ることが可能となる。
(3)
このカメラシステム1Aでは、交換レンズユニット2が動画撮影に対応している場合、図14におけるカメラ本体3Aにおいては、その焦点検出方法として、常に撮像センサ11で生成された画像データに基づいたコントラスト方式を用いることができる。これにより、精度の良いフォーカス動作を実現することができる。
このカメラシステム1Aでは、クイックリターンミラー23の開閉動作が不必要となるため、フォーカス動作の高速化、静音化等を図ることができ、静止画撮影のみならず、動画撮影にも容易に対応することが可能となる。
〔他の実施形態〕
本発明の実施形態は、前述の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の修正および変更が可能である。
(1)
本実施の形態においては、焦点距離変更について、手動のズームリング操作により行ったが、それに限らず、電動ズーム方式であってもよい。
本実施の形態においては、交換レンズユニットの動画撮影可否の情報に基づき、表示部を用いて、動画撮影用の各種設定メニューを設定できるようにしてもよい。
(3)
本実施の形態においては、フォーカス用のアクチュエータとして超音波アクチュエータを使用したが、ステッピングモータなど、フォーカスレンズ群をダイレクト駆動することが可能なその他の方式のアクチュエータであってもよい。
(4)
本実施の形態においては、フォーカスレンズ群を第2レンズ群L2としたが、それに限らず、第3レンズ群L3、あるいは第4レンズ群L4などの他のレンズ群であってもよい。また、フォーカスレンズ群として第2レンズ群L2が一つの場合について説明したが、複数のレンズ群を協調させてフォーカシングを行うような光学系であっても適用可能である。
像ブレ補正ユニットが交換レンズユニット2およびカメラ本体3内のいずれか、あるいはその両方に設けられていてもよい。この場合、いずれかの像ブレ補正ユニットを選択できるようなカメラシステムであってもよい。
(6)
本実施の形態では、シャッターを動作させることにより撮像センサへの露光時間を制御したが、これに限らず、電子シャッター等により撮像センサの露光時間を制御してもよい。
(7)
前述の実施形態では、レンズ情報に動画撮影に対応しているか否かの情報が含まれている。しかし、動画撮影に対応しているか否かは、フォーカスレンズ群の駆動方式あるいはフォーカスレンズ群駆動制御部41などがコントラスト検出方式に対応しているか否かなどにより判断されてもよい。
本実施の形態においては、動画撮影モードへ移行する手段として、「モード切換ダイアル26にて動画撮影モードを選択した後、レリーズボタン30を全押しする」、および「動画撮影操作ボタン35を押す」という2系統の操作方法を設けている。しかしながら、ユーザーの利便性を考慮すると、操作体系を1系統のみにした方が良い場合には、モード切換ダイアル26から動画撮影モードを削除し、動画撮影操作ボタン35のみを残すことが考えられる。この場合、動画撮影モード移行操作の煩雑さが軽減されるので、より操作性が改善すると考えられる。
(9)
前述の実施形態では、交換レンズユニット2は動画撮影に対応している。しかし、前述のようにカメラ本体のみが動画撮影に対応しており交換レンズユニットが動画撮影に対応していない場合もあり得る。
2 交換レンズユニット
3 カメラ本体
3a 筐体
4 ボディーマウント
10 ボディーマイコン(本体制御部)
11 撮像センサ(撮像部)
12 撮像センサ駆動制御部
20 表示部(第1表示部)
21 画像表示制御部(表示制御部)
23 クイックリターンミラー
25 電源スイッチ
26 モード切換ダイアル
27 十字操作キー
28 MENU設定ボタン
29 SETボタン
30 シャッター操作部
31 シャッター制御部
33 シャッターユニット
34 ファインダ切り換えボタン
35 動画撮影操作ボタン
40 レンズマイコン(レンズ制御部)
41 フォーカスレンズ群駆動制御部
79 レンズマウント
95 電子ファインダ部(第2表示部)
L 撮像光学系
L1 1群レンズ
L2 2群レンズ
L3 3群レンズ
L4 4群レンズ
Claims (5)
- 被写体の光学像を形成する撮像光学系と、前記光学像の合焦状態を光学的に調節する焦点調節部と、前記焦点調節部の動作を制御するレンズ制御部と、を有する交換レンズユニットと、
前記光学像を画像信号に変換し前記被写体の画像を取得する撮像部と、前記画像信号に基づいてコントラスト検出方式により前記光学像の合焦状態を検出する焦点検出部と、外部から操作情報を入力可能な操作部と、前記撮像部の動作を制御するとともに前記レンズ制御部と情報の送受信が可能な本体制御部と、を有するカメラ本体と、を備え、
前記レンズ制御部は、前記交換レンズユニットに関するレンズ情報を有しており、
前記レンズ情報は、前記交換レンズユニットが動画撮影モードに対応しているか否かに関する情報を含んでおり、
前記本体制御部は、前記レンズ情報に基づいて前記交換レンズユニットが前記動画撮影モードに対応しているか否かを判断する判断部と、前記操作情報または前記判断部での判断結果に基づいて前記撮像部の動作を静止画撮影モードまたは動画撮影モードに設定可能なモード切換制御部と、を有しており、
前記交換レンズユニットが前記動画撮影モードに対応していないと前記判断部にて判断された場合、前記モード切換制御部は、前記操作情報に関わらず前記撮像部の動作を前記動画撮影モードに設定するのを制限する、
カメラシステム。 - 前記交換レンズユニットが前記動画撮影モードに対応しているか否かに関する情報は、前記焦点調節部がコントラスト検出方式に対応しているか否かに関する情報および前記焦点調節部の駆動方式に関する情報のうち少なくとも一方を含んでいる、
請求項1に記載のカメラシステム。 - 前記カメラ本体は、前記撮像部により取得された画像を表示可能な第1表示部を有しており、
前記本体制御部は、前記第1表示部の動作を制御する表示制御部を有しており、
前記交換レンズユニットが前記動画撮影モードに対応していないと前記判断部にて判断された場合、前記表示制御部は、前記第1表示部に前記交換レンズユニットが前記動画撮影モードに対応していない旨を表示させる、
請求項2に記載のカメラシステム。 - 前記カメラ本体は、前記撮像部により取得された画像を表示可能な第2表示部と、前記第2表示部に表示された画像を外部に導く接眼窓と、を有している、
請求項3に記載のカメラシステム。 - 被写体の光学像を形成する撮像光学系と、前記光学像の合焦状態を光学的に調節する焦点調節部と、前記焦点調節部の動作を制御するレンズ制御部と、を有する交換レンズユニットとともにカメラシステムに用いられるカメラ本体であって、
前記光学像を画像信号に変換し前記被写体の画像を取得する撮像部と、
前記画像信号に基づいてコントラスト検出方式により前記光学像の合焦状態を検出する焦点検出部と、
外部から操作情報を入力可能な操作部と、
前記撮像部の動作を制御するとともに前記レンズ制御部と情報の送受信が可能な本体制御部と、を備え、
前記レンズ制御部は、前記交換レンズユニットに関するレンズ情報を有しており、
前記レンズ情報は、前記交換レンズユニットが動画撮影モードに対応しているか否かに関する情報を含んでおり、
前記本体制御部は、前記レンズ情報に基づいて前記交換レンズユニットが前記動画撮影モードに対応しているか否かを判断する判断部と、前記操作情報または前記判断部での判断結果に基づいて前記撮像部の動作を静止画撮影モードまたは動画撮影モードに設定可能なモード切換制御部と、を有しており、
前記交換レンズユニットが前記動画撮影モードに対応していないと前記判断部にて判断された場合、前記モード切換制御部は、前記操作情報に関わらず前記撮像部の動作を前記動画撮影モードに設定するのを制限する、
カメラ本体。
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