JP2006078660A - 撮影光学系、カメラ及びカメラシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】バックラッシュ補正に関するデータを保持することなく、撮影レンズのバックラッシュを除去して高精度に合焦させることが可能となる自動焦点調節装置を備えたカメラシステムを提供する。
【解決手段】フォーカスレンズ、フォーカスレンズを移動させるために駆動する駆動機構とを有し、被写体の像を結像する撮影光学系を有するカメラシステムであって、前記駆動機構の駆動中に、前記フォーカスレンズが移動しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化しているか否かを判定する判定手段を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】フォーカスレンズ、フォーカスレンズを移動させるために駆動する駆動機構とを有し、被写体の像を結像する撮影光学系を有するカメラシステムであって、前記駆動機構の駆動中に、前記フォーカスレンズが移動しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化しているか否かを判定する判定手段を有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、自動焦点調節装置を備えたカメラシステムに関し、特にカメラシステムにおけるバックラッシュ補正が可能な自動焦点調節装置を備えたカメラシステムに関するものである。
従来、カメラの自動焦点調節方法として、例えば特許文献1に開示されているように、撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を、一対のラインセンサ上に結合させ、被写体像を光電変換して得られた一対の像信号の相対位置変位量である像ずれ量を相関演算によって求めることにより、被写体のデフォーカス量を検出して、これらに基づいて撮影レンズの駆動を行う自動焦点調節方法が広く知られている。
このような自動焦点調節装置の機構においては、撮影レンズの焦点を合せるために、例えば、レンズの位置を前後方向に移動する機構が備わっている。このような焦点合せ機構においては、機械的な係合部を有しているので、バックラッシュが存在する。
例えば、撮影レンズの駆動方向が反転したとき、撮影レンズの駆動系のバックラッシュにより撮影レンズの駆動モータが作動しているにも関わらず、撮影レンズが動かない状態が発生する。
このような自動焦点調節装置の機構においては、撮影レンズの焦点を合せるために、例えば、レンズの位置を前後方向に移動する機構が備わっている。このような焦点合せ機構においては、機械的な係合部を有しているので、バックラッシュが存在する。
例えば、撮影レンズの駆動方向が反転したとき、撮影レンズの駆動系のバックラッシュにより撮影レンズの駆動モータが作動しているにも関わらず、撮影レンズが動かない状態が発生する。
撮影レンズのバックラッシュは、自動焦点合せを行う場合、撮影レンズの駆動モータの駆動量とレンズの実際の移動量との差異となって現れる。この制御誤差をなくすためにバックラッシュを機構的に取除くのには限界があるため、撮影レンズのバックラッシュ量を正確に把握し補正を行う必要がある。
このようなバックラッシュ補正の従来例として、例えば特許文献2に開示されているように、撮影レンズの内部に、レンズ固有のバックラッシュ量を記憶してお
き、これらの情報に基づいてバックラッシュ量を補正する方法が知られている。また、特許文献3に開示されているように、駆動レンズ、または駆動力伝達機構の所定の部材に駆動状態を検出する検出手段を設けて、バックラッシュ除去が完了したかどうかの確認を行う方法が知られている。
また、特許文献4に開示されているように、駆動方向が反転したときに、バックラッシュ演算手段により撮影レンズの内部に記憶したデータに基づいて、発生するバックラッシュ量を求めて駆動量を補正する方法、等が知られている。
また、これらと同様の発明として、特許文献5、6、7等がある。
特開平6−62305号公報
特開2001−305419号公報
特開2002−303778号公報
特開平11−237541号公報
特開平02−066507号公報
特開平04−306608号公報
特開平11−030742号公報
このようなバックラッシュ補正の従来例として、例えば特許文献2に開示されているように、撮影レンズの内部に、レンズ固有のバックラッシュ量を記憶してお
き、これらの情報に基づいてバックラッシュ量を補正する方法が知られている。また、特許文献3に開示されているように、駆動レンズ、または駆動力伝達機構の所定の部材に駆動状態を検出する検出手段を設けて、バックラッシュ除去が完了したかどうかの確認を行う方法が知られている。
また、特許文献4に開示されているように、駆動方向が反転したときに、バックラッシュ演算手段により撮影レンズの内部に記憶したデータに基づいて、発生するバックラッシュ量を求めて駆動量を補正する方法、等が知られている。
また、これらと同様の発明として、特許文献5、6、7等がある。
バックラッシュ量は部品精度のバラツキ、あるいはカムの嵌合ガタ等のために、撮影レンズの駆動領域で必ずしも一定ではない。また、経時変化や仕様状況に応じたカメラの姿勢、電源電圧等によっても変化する。
また、バックラッシュは、部品同士のガタにより、撮影レンズの駆動方向が反転しなくても、カメラの姿勢の変化によって発生する。
また、高精度な合焦駆動を行うためには、駆動レンズの敏感度が撮影レンズの焦点距離・撮影距離により変化するレンズがあり、駆動レンズの駆動する軌跡が非線形であれば、駆動レンズの敏感度による影響も考慮する必要がある。
しかしながら、上記従来例のレンズ固有のバックラッシュ量を記憶するものでは、製造初期に記憶したバックラッシュ量のみを対象にしているが、バックラッシュは経時変化や使用状況に応じたカメラの姿勢、電源電圧等によっても変化する
。また、駆動レンズの敏感度が撮影レンズの焦点距離・撮影距離により変化するレンズであり、駆動レンズの駆動する軌跡が非線形であれば、各焦点距離と各撮影距離に対応したバックラッシュ量を記憶する必要がある。
したがって、このようなバックラッシュ量を記憶するものでは、データ量が多くなってしまい、バックラッシュ量測定方法が複雑になるという問題を有している。
また、上記従来例の駆動伝達機構の所定の部材に駆動状態を検出する検出手段を設けるものでは、直接撮影レンズの駆動量を検出しているので、バックラッシュは考慮する必要がない。しかし、現在の自動焦点調節装置においては、撮影レンズの移動量の検出を撮影レンズの駆動モータ近傍に設けたフォトインターラプタによって行うものが主流になっている。また、撮影レンズの駆動状態を検出する検出手段、例えばフォトインターラプタを、駆動レンズを保持する部材に設けるには、それなりのスペースが必要であり、そのため製品が大きくなってしまうという点に問題を有している。
また、上記従来例の撮影レンズの内部に記憶したデータに基づいて、演算手段を用いて駆動量を補正するものでは、駆動レンズの敏感度が撮影レンズの焦点距離・撮影距離によって変化し、駆動レンズの駆動する軌跡が非線形であるような撮影レンズでは対応することができない。また、部品精度のバラツキによる撮影レンズの駆動領域でのバックラッシュ量の変化にも対応することができない。これら全てに対応できるように、各焦点距離・撮影距離や部品精度のバラツキに関するデータを記憶させた場合には、データ量が多くなり、制御が複雑になるという問題が発生する。
また、バックラッシュは、部品同士のガタにより、撮影レンズの駆動方向が反転しなくても、カメラの姿勢の変化によって発生する。
また、高精度な合焦駆動を行うためには、駆動レンズの敏感度が撮影レンズの焦点距離・撮影距離により変化するレンズがあり、駆動レンズの駆動する軌跡が非線形であれば、駆動レンズの敏感度による影響も考慮する必要がある。
しかしながら、上記従来例のレンズ固有のバックラッシュ量を記憶するものでは、製造初期に記憶したバックラッシュ量のみを対象にしているが、バックラッシュは経時変化や使用状況に応じたカメラの姿勢、電源電圧等によっても変化する
。また、駆動レンズの敏感度が撮影レンズの焦点距離・撮影距離により変化するレンズであり、駆動レンズの駆動する軌跡が非線形であれば、各焦点距離と各撮影距離に対応したバックラッシュ量を記憶する必要がある。
したがって、このようなバックラッシュ量を記憶するものでは、データ量が多くなってしまい、バックラッシュ量測定方法が複雑になるという問題を有している。
また、上記従来例の駆動伝達機構の所定の部材に駆動状態を検出する検出手段を設けるものでは、直接撮影レンズの駆動量を検出しているので、バックラッシュは考慮する必要がない。しかし、現在の自動焦点調節装置においては、撮影レンズの移動量の検出を撮影レンズの駆動モータ近傍に設けたフォトインターラプタによって行うものが主流になっている。また、撮影レンズの駆動状態を検出する検出手段、例えばフォトインターラプタを、駆動レンズを保持する部材に設けるには、それなりのスペースが必要であり、そのため製品が大きくなってしまうという点に問題を有している。
また、上記従来例の撮影レンズの内部に記憶したデータに基づいて、演算手段を用いて駆動量を補正するものでは、駆動レンズの敏感度が撮影レンズの焦点距離・撮影距離によって変化し、駆動レンズの駆動する軌跡が非線形であるような撮影レンズでは対応することができない。また、部品精度のバラツキによる撮影レンズの駆動領域でのバックラッシュ量の変化にも対応することができない。これら全てに対応できるように、各焦点距離・撮影距離や部品精度のバラツキに関するデータを記憶させた場合には、データ量が多くなり、制御が複雑になるという問題が発生する。
本発明は、上記課題に鑑み、バックラッシュ補正に関するデータを保持することなく、撮影レンズのバックラッシュを除去して高精度に合焦させることが可能となる自動焦点調節装置を備えたカメラシステムを提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したカメラシステを
提供するものである。
すなわち、本発明のカメラシステムは、第1光学素子と、前記第1光学素子を移動させるために駆動する駆動機構とを有し、被写体の像を結像する撮影光学系を有するカメラシステムであって、前記駆動機構の駆動中に、前記第1光学素子が移動しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化しているか否かを判定する判定手段を有することを特徴としている。
また、本発明の別側面の撮影光学系は、第1光学素子と、前記第1光学素子を移動させるために駆動する駆動機構とを有し、被写体の像を結像する撮影光学系であって、前記駆動機構の駆動中に、前記第1光学素子が移動しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化しているか否かを判定する手段を有することを特徴としている。
また、本発明の別側面のカメラは、第1光学素子と、前記第1光学素子を移動させるために駆動する駆動機構とを有し、被写体の像を撮像面上に形成する撮影光学系と着脱可能なカメラであって、前記駆動機構の駆動中に、前記第1光学素子が移動しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化しているか否かを判定する手段を有することを特徴としている。
提供するものである。
すなわち、本発明のカメラシステムは、第1光学素子と、前記第1光学素子を移動させるために駆動する駆動機構とを有し、被写体の像を結像する撮影光学系を有するカメラシステムであって、前記駆動機構の駆動中に、前記第1光学素子が移動しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化しているか否かを判定する判定手段を有することを特徴としている。
また、本発明の別側面の撮影光学系は、第1光学素子と、前記第1光学素子を移動させるために駆動する駆動機構とを有し、被写体の像を結像する撮影光学系であって、前記駆動機構の駆動中に、前記第1光学素子が移動しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化しているか否かを判定する手段を有することを特徴としている。
また、本発明の別側面のカメラは、第1光学素子と、前記第1光学素子を移動させるために駆動する駆動機構とを有し、被写体の像を撮像面上に形成する撮影光学系と着脱可能なカメラであって、前記駆動機構の駆動中に、前記第1光学素子が移動しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化しているか否かを判定する、及び/又は、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化しているか否かを判定する手段を有することを特徴としている。
本発明によれば、バックラッシュ補正に関するデータを保持することなく、高精度に合焦させることが可能となるカメラシステムを実現することができる。
本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例により説明する。
[実施例1]
実施例1は、上記した本発明を適用して交換レンズ式一眼レフカメラシステムを構成した一例である。本実施例をカメラとレンズが一体的に構成されたカメラに適用しても構わないが、ここでは交換レンズ式一眼レフカメラシステムについて詳細に説明を行う。
図1に本実施例における交換レンズ式一眼レフカメラシステム10のブロック図を示す。図1において、10はカメラシステム、11はレンズユニット、12はカメラ本体であり、本実施例のカメラシステム10は、これらのレンズユニット11と、カメラ本体12とで構成されている。また、レンズユニット11は、カメラ本体12に対して脱着自在に構成されている。つまり、焦点距離や種類の異なる様々なレンズを、レンズユニット11として、カメラ本体12に装着できる。
実施例1は、上記した本発明を適用して交換レンズ式一眼レフカメラシステムを構成した一例である。本実施例をカメラとレンズが一体的に構成されたカメラに適用しても構わないが、ここでは交換レンズ式一眼レフカメラシステムについて詳細に説明を行う。
図1に本実施例における交換レンズ式一眼レフカメラシステム10のブロック図を示す。図1において、10はカメラシステム、11はレンズユニット、12はカメラ本体であり、本実施例のカメラシステム10は、これらのレンズユニット11と、カメラ本体12とで構成されている。また、レンズユニット11は、カメラ本体12に対して脱着自在に構成されている。つまり、焦点距離や種類の異なる様々なレンズを、レンズユニット11として、カメラ本体12に装着できる。
また、1は撮影レンズに係る全ての演算、制御を行うレンズMPU(レンズマイクロプロセッシングユニット)、2は撮影レンズを駆動するためのレンズ駆動ユニット、3は撮影レンズの駆動量(駆動信号としてのパルスの数量、駆動パルス量)をカウントするパルスカウント装置、4はフォーカスレンズの位置を検出するレンズ位置検出ユニット、5はズームレンズの位置(繰り出し位置、繰り出し量)を検出する繰り出し位置検出ユニット、6は自動焦点調節に必要な光学情報を記憶するための光学情報テーブルである。
また、図示してはいないが、実際の撮影レンズにおいては、絞りを駆動するための絞り駆動ユニット等が必要であるが、本実施例では詳細な説明は省略する。前記MPU1から光学情報テーブル6までによって撮影レンズは構成される。
また、図示してはいないが、実際の撮影レンズにおいては、絞りを駆動するための絞り駆動ユニット等が必要であるが、本実施例では詳細な説明は省略する。前記MPU1から光学情報テーブル6までによって撮影レンズは構成される。
撮影レンズはカメラ本体と接続される。7はカメラ本体に係る全ての演算、制
御を行うカメラMPU(マイクロプロセッシングユニット)であり、マウントの信号線を介してレンズMPU1と接続され、レンズMPU1に対してレンズ位置の取得やレンズ駆動および交換レンズごとに固有の光学情報の取得等を行うことができる。
8は、撮影レンズの結像位置(焦点位置、ピント位置)と撮像面位置(フィルム面、CCD、CMOS等の光電変換素子面等の、被写体の像を結像させるべき面、これを撮像面と称する)との差であるデフォーカス量を検出する及び/又は演算して求めるデフォーカス量検出ユニット(デフォーカス量計測ユニット)である。ここで、このデフォーカス量検出ユニットは、被写体が撮影レンズにより結像される結像位置を検出又は計測する結像位置計測ユニットと置き換えても構わない。但しその場合は、ここで求めた結像位置と撮像面の位置とがほぼ一致する(お互いの距離が焦点深度以内に収まる状態)ようにするために、結像位置に基づいて(結像位置に基づいてデフォーカス量を求め、そのデフォーカス量に基づいて)レンズを駆動するような構成とすることが望ましい。
SW1はレリーズボタンの第1ストローク操作(半押し)によりオン状態となるスイッチ、SW2はレリーズボタンの第2ストローク操作(全押し)によりオン状態となるスイッチである。
御を行うカメラMPU(マイクロプロセッシングユニット)であり、マウントの信号線を介してレンズMPU1と接続され、レンズMPU1に対してレンズ位置の取得やレンズ駆動および交換レンズごとに固有の光学情報の取得等を行うことができる。
8は、撮影レンズの結像位置(焦点位置、ピント位置)と撮像面位置(フィルム面、CCD、CMOS等の光電変換素子面等の、被写体の像を結像させるべき面、これを撮像面と称する)との差であるデフォーカス量を検出する及び/又は演算して求めるデフォーカス量検出ユニット(デフォーカス量計測ユニット)である。ここで、このデフォーカス量検出ユニットは、被写体が撮影レンズにより結像される結像位置を検出又は計測する結像位置計測ユニットと置き換えても構わない。但しその場合は、ここで求めた結像位置と撮像面の位置とがほぼ一致する(お互いの距離が焦点深度以内に収まる状態)ようにするために、結像位置に基づいて(結像位置に基づいてデフォーカス量を求め、そのデフォーカス量に基づいて)レンズを駆動するような構成とすることが望ましい。
SW1はレリーズボタンの第1ストローク操作(半押し)によりオン状態となるスイッチ、SW2はレリーズボタンの第2ストローク操作(全押し)によりオン状態となるスイッチである。
本実施例では、移動被写体の撮影に適したサーボ制御が設定されているものとし、この場合のサーボ制御について、図2のカメラの動作を示すフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップ101において、スイッチSW1がオンされるとステップ102の自動焦点調節へ進む。自動焦点調節の詳細については後述する。次のステップ103においては、自動焦点調節後も引き続きスイッチSW1がオンされているか否かを判定し、オンされていなければ本ルーチンから抜け、再びスイッチSW1がオンされるまで待機する。
まず、ステップ101において、スイッチSW1がオンされるとステップ102の自動焦点調節へ進む。自動焦点調節の詳細については後述する。次のステップ103においては、自動焦点調節後も引き続きスイッチSW1がオンされているか否かを判定し、オンされていなければ本ルーチンから抜け、再びスイッチSW1がオンされるまで待機する。
また、ステップ103にてスイッチSW1がオンされていればステップ104へ進み、ここではスイッチSW2の状態を調べ、オンされていればステップ10
2へ戻り、オンされていなければステップ105へ進み、レリーズ動作を行った後、ステップ102へ戻る。
2へ戻り、オンされていなければステップ105へ進み、レリーズ動作を行った後、ステップ102へ戻る。
次に、上記ステップ102において行われる自動焦点調節の詳細について、図3の自動焦点調節の動作を示すフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップ201において自動焦点調節を行う場合ステップ202へ進み、レンズ位置検出ユニット4からフォーカスレンズのレンズ位置の取得を行う。これはカメラMPU7からレンズMPU1へ通信することによって行われる。
自動焦点調節に必要となるデフォーカス量(撮影レンズの結像位置と撮影動作を行うべき撮影レンズの撮像面位置との差)は、撮影レンズの光軸を挟んだ互いに異なる2領域を通過する被写体からの光束によって形成される二つの像の像ずれ量(プレディクション量)から計算される。具体的には、これら2つの像を形成する光束はハーフミラーとなっているメインミラーを通過し、その後部にあるサブミラー(メインミラーに対して略90度をなすように配置されている)によって反射され、不図示の焦点検出光学系によってデフォーカス量検出ユニット8に導かれる。デフォーカス量検出ユニット8は光電変換素子等の光量検出器を有しており、カメラMPU7はステップ203において、これら2つの像(の光)から得られる信号(電気信号)を読み出す。
まず、ステップ201において自動焦点調節を行う場合ステップ202へ進み、レンズ位置検出ユニット4からフォーカスレンズのレンズ位置の取得を行う。これはカメラMPU7からレンズMPU1へ通信することによって行われる。
自動焦点調節に必要となるデフォーカス量(撮影レンズの結像位置と撮影動作を行うべき撮影レンズの撮像面位置との差)は、撮影レンズの光軸を挟んだ互いに異なる2領域を通過する被写体からの光束によって形成される二つの像の像ずれ量(プレディクション量)から計算される。具体的には、これら2つの像を形成する光束はハーフミラーとなっているメインミラーを通過し、その後部にあるサブミラー(メインミラーに対して略90度をなすように配置されている)によって反射され、不図示の焦点検出光学系によってデフォーカス量検出ユニット8に導かれる。デフォーカス量検出ユニット8は光電変換素子等の光量検出器を有しており、カメラMPU7はステップ203において、これら2つの像(の光)から得られる信号(電気信号)を読み出す。
次のステップ204においては、撮影レンズから自動焦点調節に必要な敏感度、ベストピント補正値(焦点位置を検出及び/又は演算等を用いて求める際に、その求められた焦点位置に対する、レンズ又はレンズの種類ごとに設定された補正値)、1パルス(の駆動)あたりのデフォーカス量の変化量(焦点位置の変化量)等の光学情報(撮影レンズの情報)の取得を行う。これは、レンズMPU1からカメラMPU7へ情報を送信することによって行われる。具体的には、撮影レンズの距離環(ズームリング、ズームレンズを駆動する操作環)は電気的に等間隔に分割され、ズームレンズの繰り出し量を求める(距離環の回転量を検出してその検出結果からズームレンズの繰り出し量を求める)繰り出し位置検出ユニット5へ接続されている。レンズMPU1は繰り出し位置検出ユニット5から現
在の繰り出し位置を取得し、繰り出し位置に応じたテーブルになっている光学情報テーブル6を参照することで自動焦点調節に必要な情報をカメラMPU7へ送信する。
在の繰り出し位置を取得し、繰り出し位置に応じたテーブルになっている光学情報テーブル6を参照することで自動焦点調節に必要な情報をカメラMPU7へ送信する。
続くステップ205においては、相関演算を施すことにより像ずれ量を求め(計算し)、その結果からデフォーカス量を求める。デフォーカス量と実際のレンズ駆動量は、多くの場合非線形の関係にあり、デフォーカス量に応じた関数で近似するのが一般的である。また実際の繰り出しで扱う量は、長さではなく撮影レンズ(中のフォーカスレンズ)への駆動波形(駆動信号の波形)の中のパルス数(フォーカスパルス数)である。
カメラMPU7は、上記ステップ204にてフォーカスパルス数への変換に必要な光学情報を取得しているので、ステップ205にてデフォーカス量の演算を行い、続くステップ206において、レンズ駆動量であるフォーカスパルスへの変換を行う。このステップ206では、レンズ駆動量を求める際に、さらに撮影レンズの結像位置の変化を予測し、撮影時に撮影レンズが被写体予測結像位置に来るようにレリーズタイムラグ間の被写体の移動を見越したレンズ駆動量の補正も合わせて行うようにしてもよい。合焦に必要なレンズ駆動量はこのようにして求められる。
続くステップ207において、レンズ駆動ユニット2によりレンズ駆動を開始する。続くステップ208において、デフォーカス量検出ユニット8を利用して(勿論別の手段を用いても構わない)レンズ駆動開始後のピント位置(焦点位置)が変化しているか否かを判定し(もしくは変化していることを確認し)、ピント位置が変化している場合にはステップ209へ進む。一方、ピント位置が変化していない場合にはステップ207へ進み、ピント位置が変化するまでレンズ駆動を行い、ピント位置の変化を確認した段階でステップ209へ進む。ここで、ピント位置が変化しているか否かを確認するのに、必ずしもデフォーカス量検出ユニットを用いる必要は無く、単に撮影レンズによる被写体の結像位置又は焦点
距離が変化しているか否かを確認できる装置があれば、それで代用しても構わない。また、レンズ位置検出ユニット4を用いて、移動前と比較してフォーカスレンズが移動しているか否かを判定しても構わない。また、これらを重複して用いても構わない。
距離が変化しているか否かを確認できる装置があれば、それで代用しても構わない。また、レンズ位置検出ユニット4を用いて、移動前と比較してフォーカスレンズが移動しているか否かを判定しても構わない。また、これらを重複して用いても構わない。
ステップ209においては、パルスカウント装置3によりパルス数のカウントを行う。続くステップ210で、ステップ206で求めたフォーカスパルス数(レンズ駆動量、レンズ駆動信号のパルス数)と、パルスカウント数が一致したか否かを判定し、パルス数カウントが一致した場合にはステップ211へ進みレンズ駆動を停止する。一方、パルス数カウントが一致していない場合には、ステップ209へ進み、ステップ206で求めたフォーカスパルス数(レンズ駆動量)と、パルスカウント数が一致するまでレンズ駆動を行いステップ211へ進む。
続くステップ212においては、撮影レンズの合焦判定を行う。合焦している場合は、ステップ213へ進んで自動焦点調節を終了する。一方、合焦していない場合は、ステップ202へ進み自動焦点調節を再度行う。
本実施例によれば、ピント変化が確認できるまでパルス数のカウントを開始しないため、バックラッシュによる撮影レンズの駆動モータの駆動量とレンズの実際の移動量の制御誤差をなくすことができる。また、従来提案されてきたバックラッシュ補正で考慮していた経時変化、部品精度、撮影レンズの焦点距離・撮影距離による敏感度変化等は考慮する必要がない。また、バックラッシュ補正の為のデータも不要となる。
[実施例2]
実施例2は、上記した本発明を適用して交換レンズ式一眼レフカメラシステムを構成した一例である。
図4に本実施例における交換レンズ式一眼レフカメラシステム10’のブロック図を示す。
図4において、図1に示した構成と同じ構成には同一の符号が付されている。
10’はカメラシステム、11はレンズユニット、12’はカメラ本体であり、本実施例のカメラシステム10’は、これらのレンズユニット11と、カメラ本体12’とで構成されている。
本実施例におけるレンズユニット11の構成は、実施例1と同様である。
また、図4に示された9はコントラスト検出ユニットであり、本実施例におけるカメラ本体12’の構成は、このコントラスト検出ユニットに関する構成を除いて、実施例1と同様である。
実施例2は、上記した本発明を適用して交換レンズ式一眼レフカメラシステムを構成した一例である。
図4に本実施例における交換レンズ式一眼レフカメラシステム10’のブロック図を示す。
図4において、図1に示した構成と同じ構成には同一の符号が付されている。
10’はカメラシステム、11はレンズユニット、12’はカメラ本体であり、本実施例のカメラシステム10’は、これらのレンズユニット11と、カメラ本体12’とで構成されている。
本実施例におけるレンズユニット11の構成は、実施例1と同様である。
また、図4に示された9はコントラスト検出ユニットであり、本実施例におけるカメラ本体12’の構成は、このコントラスト検出ユニットに関する構成を除いて、実施例1と同様である。
本実施例では、移動被写体での撮影に適したサーボ制御が設定されているものとし、この場合におけるサーボ制御については、実施例1と同様である。
その動作に関し、図3のフローチャートにおけるステップ208を除いて、他は実施例1と同様である。
すなわち、本実施例では、図3のステップ208において、コントラスト検出ユニット9を利用して、レンズ駆動開始後のピントが変化しているか否かを判定する。
尚、本発明のカメラシステムにおいて、デフォーカス量検出ユニットとコントラスト検出ユニットの両方を具備するように構成し、撮影条件などにより最適な検出ユニットを選択して、ピント変化の確認を行うようにしてもよい。
その動作に関し、図3のフローチャートにおけるステップ208を除いて、他は実施例1と同様である。
すなわち、本実施例では、図3のステップ208において、コントラスト検出ユニット9を利用して、レンズ駆動開始後のピントが変化しているか否かを判定する。
尚、本発明のカメラシステムにおいて、デフォーカス量検出ユニットとコントラスト検出ユニットの両方を具備するように構成し、撮影条件などにより最適な検出ユニットを選択して、ピント変化の確認を行うようにしてもよい。
[実施例3]
実施例3は、上記した本発明を適用して交換レンズ式一眼レフカメラシステムを構成した一例である。
本実施例でのカメラシステムの構成は、実施例1の10、または、実施例2の10’と同様である。
本実施例では、移動被写体での撮影に適したサーボ制御が設定されているものとし、この場合におけるサーボ制御については、実施例1と同様である。
その動作に関し、レンズ駆動反転時のみバックラッシュ補正を行うことができるようにした点を除いて、他は基本的に実施例1と同様である。
実施例3は、上記した本発明を適用して交換レンズ式一眼レフカメラシステムを構成した一例である。
本実施例でのカメラシステムの構成は、実施例1の10、または、実施例2の10’と同様である。
本実施例では、移動被写体での撮影に適したサーボ制御が設定されているものとし、この場合におけるサーボ制御については、実施例1と同様である。
その動作に関し、レンズ駆動反転時のみバックラッシュ補正を行うことができるようにした点を除いて、他は基本的に実施例1と同様である。
本実施例における自動焦点調節の詳細について、図5の自動焦点調節の動作を示すフローチャートを用いて説明する。図5において、図3と同一の処理には同一のステップ番号を付してある。
ステップ206において、レンズ駆動量であるフォーカスパルスへの変換を行ったあと、ステップ214でレンズ駆動が反転するか否かを判定し、レンズ駆動が反転する場合は、ステップ207を経てステップ208へ進む。一方、レンズ駆動が反転しない場合は、ステップ207を経てステップ209へ進む。
上記実施例によれば、バックラッシュの影響が最も大きいレンズ駆動反転時のみバックラッシュ補正を行うことができる。これにより、自動焦点調節に掛かる時間を短縮することができる。
ステップ206において、レンズ駆動量であるフォーカスパルスへの変換を行ったあと、ステップ214でレンズ駆動が反転するか否かを判定し、レンズ駆動が反転する場合は、ステップ207を経てステップ208へ進む。一方、レンズ駆動が反転しない場合は、ステップ207を経てステップ209へ進む。
上記実施例によれば、バックラッシュの影響が最も大きいレンズ駆動反転時のみバックラッシュ補正を行うことができる。これにより、自動焦点調節に掛かる時間を短縮することができる。
上記実施例1〜3では、バックラッシュ除去中(ステップ207〜208)はピント変化が確認できるスピードで撮影レンズの駆動を行う必要がある。しかしながら、撮影レンズの駆動のスピードと、ピント変化確認後の撮影レンズの行き過ぎ量(パルスカウント数)の関係は一定であると考えることができるので、このデータを補正量(パルスカウント調整数、又は移動調整量)として持ち、ステップ206で求めるパルスを補正すれば、バックラッシュ除去中の撮影レンズの駆動スピードが著しく低下することはない。また、この補正データは、バックラッシュ除去時の撮影レンズの駆動スピードを決めておけば、バックラッシュ量を記憶するよりもデータ量は少ない。また、この補正データを使用するか、バックラッシュ除去中の撮影レンズの駆動スピードを落とすかは、焦点距離・撮影距離などの条件により選択してもよい。
上記実施例1〜3においては、移動する光学素子(レンズ)は、フォーカス用のレンズに限定していたが、勿論変倍時に移動する変倍用の光学素子(レンズ)であっても構わない。
上記実施例1〜3は、交換レンズ及びそれを用いたカメラシステムについて記載しているが、交換レンズ単体、カメラシステムは勿論のこと、交換レンズを着脱可能なカメラ本体に適用しても構わないし、レンズとカメラ本体が一体的に形
成されたカメラ(所謂コンパクトカメラ)に適用しても構わない。
また、上記実施例1〜3は、矛盾の無い範囲で任意に組合わせても構わないし、実施例1〜3において、交換レンズ内部の構成要素、カメラ本体内部の構成要素は、いずれに配置しても構わないし、勿論お互いに交換して配置しても構わない。
上記実施例1〜3では、一眼レフカメラについて説明したが、本発明はビデオカメラや電子スチルカメラ等のカメラやその他の光学機器にも適用可能である。
本実施例によれば、バックラッシュ補正に関するデータを保持することなく、撮影レンズのバックラッシュを除去して高精度に合焦させることが可能となる自動焦点調節装置を備えたカメラシステムを実現することができる。
上記実施例1〜3においては、移動する光学素子(レンズ)は、フォーカス用のレンズに限定していたが、勿論変倍時に移動する変倍用の光学素子(レンズ)であっても構わない。
上記実施例1〜3は、交換レンズ及びそれを用いたカメラシステムについて記載しているが、交換レンズ単体、カメラシステムは勿論のこと、交換レンズを着脱可能なカメラ本体に適用しても構わないし、レンズとカメラ本体が一体的に形
成されたカメラ(所謂コンパクトカメラ)に適用しても構わない。
また、上記実施例1〜3は、矛盾の無い範囲で任意に組合わせても構わないし、実施例1〜3において、交換レンズ内部の構成要素、カメラ本体内部の構成要素は、いずれに配置しても構わないし、勿論お互いに交換して配置しても構わない。
上記実施例1〜3では、一眼レフカメラについて説明したが、本発明はビデオカメラや電子スチルカメラ等のカメラやその他の光学機器にも適用可能である。
本実施例によれば、バックラッシュ補正に関するデータを保持することなく、撮影レンズのバックラッシュを除去して高精度に合焦させることが可能となる自動焦点調節装置を備えたカメラシステムを実現することができる。
1:レンズMPU
2:レンズ駆動ユニット
3:パルスカウント装置
4:レンズ位置検出ユニット
5:繰り出し位置検出ユニット
6:光学情報テーブル
7:カメラMPU
8:デフォーカス量検出ユニット
9:コントラスト検出ユニット
2:レンズ駆動ユニット
3:パルスカウント装置
4:レンズ位置検出ユニット
5:繰り出し位置検出ユニット
6:光学情報テーブル
7:カメラMPU
8:デフォーカス量検出ユニット
9:コントラスト検出ユニット
Claims (11)
- 第1光学素子と、前記第1光学素子を移動させるために駆動する駆動機構とを有し、被写体の像を結像する撮影光学系であって、
前記駆動機構の駆動中に、
前記第1光学素子が移動しているか否かを判定する、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化しているか否かを判定する、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化しているか否かを判定する手段を有することを特徴とする撮影光学系。 - 前記駆動手段により前記第1光学素子を所定量移動させるとき、
前記第1光学素子が移動していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量だけ移動させる、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量だけ移動させる、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量だけ移動させる制御手段を有することを特徴とする請求項1記載の撮影光学系。 - 前記第1光学素子の移動量を調整する調整量を記憶する記憶手段を有し、
前記駆動手段により前記第1光学素子を所定量移動させるとき、
前記第1光学素子が移動していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量から前記調整量を引いた分だけ移動させる、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量から前記調整量を引いた分だけ移動させる、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量から前記調整量を引いた分だけ移動させる制御手段を有することを特徴とする請求項1記載の撮影光学系。 - 第1光学素子と、前記第1光学素子を移動させるために駆動する駆動機構とを有し、被写体の像を撮像面上に形成する撮影光学系と着脱可能なカメラであって、
前記駆動機構の駆動中に、
前記第1光学素子が移動しているか否かを判定する、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化しているか否かを判定する、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化しているか否かを判定する手段を有することを特徴とするカメラ。 - 前記駆動手段により前記第1光学素子を所定量移動させるとき、
前記第1光学素子が移動していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量だけ移動させる、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量だけ移動させる、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像
面との距離のデフォーカス量が変化していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量だけ移動させる制御手段を有することを特徴とする請求項4記載のカメラ。 - 前記第1光学素子の移動量を調整する調整量を記憶する記憶手段を有し、
前記駆動手段により前記第1光学素子を所定量移動させるとき、
前記第1光学素子が移動していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量から前記調整量を引いた分だけ移動させる、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量から前記調整量を引いた分だけ移動させる、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量から前記調整量を引いた分だけ移動させる制御手段を有することを特徴とする請求項4記載のカメラ。 - 第1光学素子と、前記第1光学素子を移動させるために駆動する駆動機構とを有し、被写体の像を結像する撮影光学系を有するカメラシステムであって、
前記駆動機構の駆動中に、
前記第1光学素子が移動しているか否かを判定する、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化しているか否かを判定する、
及び/又は、
前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化しているか否かを判定する判定手段を有することを特徴とするカメラシステム。 - 前記駆動手段により前記第1光学素子を所定量移動させるとき、
前記判定手段により前記第1光学素子が移動していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量だけ移動させる、
及び/又は、
前記判定手段により前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量だけ移動させる、
及び/又は、
前記判定手段により、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量だけ移動させる制御手段を有することを特徴とする請求項7記載のカメラシステム。 - 前記第1光学素子の移動量を調整する調整量を記憶する記憶手段を有し、
前記駆動手段により前記第1光学素子を所定量移動させるとき、
前記判定手段により前記第1光学素子が移動していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量から前記調整量を引いた分だけ移動させる、
及び/又は、
前記判定手段により前記撮影光学系による前記被写体の結像位置が変化していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量から前記調整量を引いた分だけ移動させる、
及び/又は、
前記判定手段により、前記撮影光学系による前記被写体の結像位置と、前記被写体からの光を導く撮像面との距離のデフォーカス量が変化していると判定された後、前記第1光学素子を前記所定量から前記調整量を引いた分だけ移動させる制御手段を有することを特徴とする請求項7記載のカメラシステム。 - 前記調整量は、前記駆動機構のバックラッシュによる前記第1光学素子の移動量の誤差を軽減することを特徴とする請求項9記載のカメラシステム。
- 前記判定手段は、前記第1光学素子の駆動方向が反転するときだけ、判定を行
うことを特徴とする請求項7乃至10いずれかに記載のカメラシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004261180A JP2006078660A (ja) | 2004-09-08 | 2004-09-08 | 撮影光学系、カメラ及びカメラシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004261180A JP2006078660A (ja) | 2004-09-08 | 2004-09-08 | 撮影光学系、カメラ及びカメラシステム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006078660A true JP2006078660A (ja) | 2006-03-23 |
Family
ID=36158187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004261180A Pending JP2006078660A (ja) | 2004-09-08 | 2004-09-08 | 撮影光学系、カメラ及びカメラシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006078660A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017033008A (ja) * | 2011-11-11 | 2017-02-09 | 株式会社ニコン | 交換レンズおよびカメラボディ |
US10536620B2 (en) | 2013-05-10 | 2020-01-14 | Nikon Corporation | Lens barrel, camera system, and imaging device |
US10732379B2 (en) | 2014-11-07 | 2020-08-04 | Nikon Corporation | Interchangeable lens, camera body, and camera |
US12050363B2 (en) | 2014-11-07 | 2024-07-30 | Nikon Corporation | Interchangeable lens, camera body, and camera |
-
2004
- 2004-09-08 JP JP2004261180A patent/JP2006078660A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017033008A (ja) * | 2011-11-11 | 2017-02-09 | 株式会社ニコン | 交換レンズおよびカメラボディ |
JP2017033009A (ja) * | 2011-11-11 | 2017-02-09 | 株式会社ニコン | 交換レンズおよびカメラボディ |
JP2019003199A (ja) * | 2011-11-11 | 2019-01-10 | 株式会社ニコン | 交換レンズおよびカメラボディ |
US10302902B2 (en) | 2011-11-11 | 2019-05-28 | Nikon Corporation | Focus adjustment apparatus, imaging apparatus and lens barrel |
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