JP2006251033A - 一眼レフ電子カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】全押し操作時に焦点微調整のためにＡＦレンズが動くことによる違和感を解消する。
【解決手段】撮影レンズ３１を通って入射する被写体光Ｌ１は測光素子２５で受光され、その輝度が測定され、制御絞り値が演算される。また、被写体光Ｌ１は焦点検出装置４０に入射して、絞り開放状態における撮影レンズ３１による焦点調節状態が検出される。検出された焦点調節状態に基づいてＡＦレンズ３１ｂが合焦位置まで移動する。開放絞り値と演算された制御絞り値との差によって発生する最良結像面のずれ量の分だけ、素子駆動モータ１５により撮像素子１４を被写体光Ｌ１の光軸方向に沿って移動させる。その後、シャッタ１３を開いて被写体光Ｌ１を撮像素子１４で受光して撮影する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影準備指令により開放絞り状態で焦点検出を行うとともに、撮影指令により絞りを制御絞り値に制御して撮影を行う際、開放絞り値と制御絞り値との差による最良結像面のずれ量を補正するようにした一眼レフ電子カメラに関する。

一眼レフカメラをたとえばプログラムモードに設定して撮影する場合、レリーズ半押し操作により開放絞りの状態で焦点検出と測光が行われ、測光した被写体輝度値などに基づいて制御絞り値が演算される。また、焦点検出結果に基づいて焦点調節用レンズ（ＡＦレンズ）の合焦目標位置が演算され、ＡＦレンズは目標位置へ駆動される。そして、レリーズ全押し操作により、絞りが制御絞り値へ絞り込まれて撮影が行われる。撮影レンズは、撮影レンズの絞り値に依存した収差特性を有しているので、開放絞り値と制御絞り値の差に応じて最良結像面の像ずれ量（以下でピント差情報とも呼ぶ）を補正する必要がある。

このため、レンズ鏡筒内の記憶部に制御絞り値と開放絞り値との間のピント差情報を記憶しておき、レリーズ全押し操作時に、記憶されているピント差情報を用いてＡＦレンズを駆動し、撮影時の制御絞り値で撮像素子の撮像面に被写体像が合焦する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、レリーズ全押し操作前、すなわちレリーズ半押し操作時は、焦点検出結果に基づいてＡＦレンズが目標位置へ移動する。

特開平９−３１１３６８号公報（第２頁、図１）

上記特許文献１の一眼レフカメラでは、全押し操作に連動してＡＦレンズを駆動して像ずれ量の補正を行うので、ファインダを通して合焦している被写体を観察していた撮影者は、レリーズ全押し操作に応動してＡＦレンズが駆動されると、違和感を感じることがある。

（１）請求項１の発明による一眼レフ電子カメラは、撮影光学系を通って入射した被写体光により焦点板上で結像した被写体像を観察するファインダ装置と、被写体光を受光して撮影用撮像信号に変換する撮像素子と、撮影指令よりも前に出力される撮影準備指令に連動して、撮影光学系の絞りを開放絞り値として当該撮影光学系の焦点調節状態を検出し、その焦点調節状態に基づいて撮影光学系内の焦点調節レンズを駆動する焦点検出調節手段と、撮影指令が出力される時に、絞りを制御絞り値に駆動制御する絞り駆動制御手段と、開放絞り値と制御絞り値との差によって発生する最良結像面のずれ量を補正するため、撮像素子を光軸方向に移動する素子移動手段とを備えることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の一眼レフ電子カメラにおいて、被写体の輝度を測光する測光手段と、測光手段で測光された被写体の輝度に基づいて制御絞り値を演算する絞り値演算手段と、撮影準備指令が出力されているとき、測光手段による測光と絞り値演算手段による制御絞り値演算を繰り返し行う繰り返し手段とをさらに備え、素子移動手段は、絞り値演算手段で得られている最新の制御絞り値と開放絞り値との差に応じた最良結像面のずれ量により撮像素子を駆動することを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項２に記載の一眼レフ電子カメラにおいて、素子移動手段は、撮影準備指令が出力されているとき、最新の制御絞り値と開放絞り値との差に応じた最良結像面のずれ量を補正するように撮像素子を繰り返し駆動することを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項２に記載の一眼レフ電子カメラにおいて、素子移動手段は、撮影指令が出力されたとき、最新の制御絞り値と開放絞り値との差に応じた最良結像面のずれ量を補正するように撮像素子を駆動することを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の一眼レフ電子カメラと、撮影光学系を含み、開放絞り値と制御絞り値との差によって発生する最良結像面のずれ量を記憶する記憶手段を備える交換レンズとを備えることを特徴とする。

本発明の一眼レフ電子カメラおよびシステムによれば、開放絞り値と制御絞り値との差に応じた最良結像面のずれ量を撮像素子を光軸方向に駆動して補正するようにした。したがって、上記ずれ量を補正する場合、焦点調節用レンズの移動量に比べて撮像素子の移動量が小さいから、全押し操作時に焦点調節状態が微調整されることがわかりにくくなり、従来例のような違和感が解消される。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態の一眼レフ電子カメラおよびそのシステムは、レリーズ半押し操作により開放絞り状態で焦点検出と測光を行って、デフォーカス量の演算と露出値の演算を繰り返し行い、レリーズ全押し操作に連動して、露出演算で算出されている制御絞り値に絞りを制御するとともに、開放絞り値と制御絞り値との差による最良結像面のずれ量を撮像素子を光軸方向に移動して補正するようにしたものである。

図１に示すように、この実施の形態による一眼レフ電子カメラシステムは、カメラ本体１０と、カメラ本体１０に着脱されるファインダ装置２０と、カメラ本体１０に着脱される交換レンズ３０とを備える。

被写体光は交換レンズ３０を通ってカメラ本体１０に入射し、レリーズ全押し操作前はクイックリターンミラー１１でファインダ装置２０に導かれてファインダマット２１に結像する。その被写体像はペンタプリズム２２からリレーレンズ２３を通って接眼レンズ２４に導かれるとともに、ペンタプリズム２２から図示しない光学素子により測光素子２５の受光面上に結像する。また、レリーズ全押し操作前、被写体光はクイックリターンミラー１１のサブミラー１２で下方に反射されて焦点検出装置４０に入射する。レリーズ全押し操作後はクイックリターンミラー１１が上方に回動し、被写体光はシャッタ１３を介して撮影用光電変換素子である撮像素子１４上に結像する。

交換レンズ３０は、鏡筒内に、レンズ群３１ａ〜３１ｃから成る撮影レンズ３１、レンズ駆動モータ３２、絞り部材３３、絞り駆動部３４およびレンズ内蔵メモリ３５を備えている。レンズ群３１ｂが焦点調節レンズ（以下、ＡＦレンズと呼ぶ）であり、レンズ駆動モータ（以下、ＡＦモータと呼ぶ）３２で駆動される。ＡＦモータ３２は、制御回路５０からの制御信号により、ＡＦレンズ３１ｂを被写体光Ｌ１の光軸方向に駆動して焦点調節を行う。レンズ内蔵メモリ（以下、レンズＲＯＭと呼ぶ）３５は、撮影レンズ３１の複数の絞り値（ｆ値）と開放絞り値（開放Ｆ値）との差によって発生する最良結像面のずれ量（ピント差補正量）などのレンズ固有のデータを記憶している。

焦点検出装置４０はたとえば周知の位相差式焦点検出装置であり、焦点検出光束を一対の焦点検出用光像に分割する焦点検出光学系と、分割された一対の光像が入射し、それに応じた焦点検出信号を出力する一対のＣＣＤラインセンサとを備える。ＣＣＤラインセンサから出力される焦点検出信号は制御回路５０に入力され、制御回路５０によりＡＦレンズ３１ｂを合焦位置まで駆動させる。

制御回路５０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種周辺回路から構成され、図２に示すように、焦点検出／焦点調節演算部５１と露出演算部５２とを備えている。焦点検出／焦点調節演算部５１は、機能的には、ＣＣＤラインセンサを制御するＣＣＤ制御部５１１と、予定焦点面に対する結像面の像面ずれ量（デフォーカス量）を演算するデフォーカス量演算部５１２と、像面ずれ量に基づいてＡＦレンズ３１ｂの目標位置を演算するレンズ目標位置演算部５１３と、ＡＦレンズ目標位置に基づいてＡＦレンズ駆動信号を演算するレンズ駆動信号演算部５１４と、レンズＲＯＭ３５から読み出された制御絞り値に対するピント差補正量に基づいて撮像素子１４を光軸方向に移動する素子目標位置を演算する素子目標位置演算部５１５と、素子目標位置へ撮像素子１４を移動するための素子駆動信号を演算する素子駆動信号演算部５１６とを備えている。これら各部はソフトウエアとして実現される。

露出演算部５２は、図２に示すように、測光素子２５で検出した被写体輝度などに基づいて制御絞り値を演算する制御絞り値演算部５２１と、制御絞り値演算部５２１で演算された制御絞り値にしたがって絞り部材３３を駆動する絞り駆動信号演算部５２２とを備えている。なお、図示は省略したが、露出演算部５２は、被写体輝度に基づいてシャッタ速度を演算するシャッタ速度演算部と、演算されたシャッタ速度でシャッタ１３を駆動制御するシャッタ駆動制御部とを有している。これら各部はソフトウエアとして実現される。
なお、制御回路５０は、レリーズ全押し操作に連動してクイックリターンミラー１１をミラーアップ、ミラーダウンする駆動制御部も備えている。

制御回路５０には、電源スイッチ６１と、撮影準備指令を出力する半押しスイッチ６２と、撮影指令を出力する全押しスイッチ６３と、ＡＦ−Ｓ／ＡＦ−Ｃ切換スイッチ６４とが接続されている。ＡＦ−Ｓ／ＡＦ−Ｃ切換スイッチ６４は、全押しスイッチ６３がＯＮ操作されたとき、合焦判定されないと撮影を行わないフォーカス優先モード（ＡＦ−Ｓ）と、全押しスイッチ６３がＯＮ操作されたとき、合焦判定されていなくても撮影を行うレリーズ優先モード（ＡＦ−Ｃ）の切換えスイッチである。

撮像素子１４の撮像面１４Ａは、ファインダスクリーン２１の結像面と光学的に等価な位置関係にあり、この位置を撮像素子１４の原点位置とし、上述した素子目標位置はこの原点位置を基準として算出される。この実施の形態による一眼レフ電子カメラでは、開放絞りで焦点調節状態を示すデフォーカス量が演算され、上述したように、撮影時に絞りが制御絞り状態になると、撮像素子１４を光軸方向に移動して、開放絞り値と制御絞り値との差によって発生する最良結像面のずれ量の補正する。これは、撮影レンズ３１の球面収差に起因して、各絞り値の最良結像面がそれぞれ異なるからである。以下、具体的に説明する。

図３は、本発明の実施の形態による一眼レフ電子カメラ１００の電源スイッチ６１をＯＮ状態とし、ＡＦ−Ｃモード（レリーズ優先モード）を選択している場合の撮影シーケンスを示すタイムチャートである。時刻ｔ１は半押しスイッチ６２がＯＮ操作された時点、時刻ｔ１〜ｔ４は、半押しスイッチ６２がＯＮ操作されている間に露出演算と焦点検出／焦点調節演算を繰り返し行う時点、時刻ｔ５は全押しスイッチ６３がＯＮ操作された時点、時刻ｔ６はシャッタ１３が駆動開始されて露光が開始される時点である。

時刻ｔ１で半押しスイッチ６２がＯＮ操作されると、露出演算部５２は、被写体の輝度検出信号に基づいて測光演算を行い、シャッタ速度と制御絞り値を算出して図示しない露出値メモリに記憶する。図３では、各時刻ｔ１〜ｔ４で演算される制御絞り値をｆ１〜ｆ４で表す。この実施の形態では、全押し操作により絞り部材３３が制御絞り値まで絞り込まれるので、各時刻ｔ１〜ｔ４で算出された制御絞り値は露出値メモリに一時記憶されるだけである。

各時刻ｔ１〜ｔ４において、デフォーカス量演算部５１２は焦点検出装置４０から送られてくる焦点検出信号に基づいてデフォーカス量を演算し、レンズ目標位置演算部５１３は算出されたデフォーカス量に基づいてレンズ目標位置を演算する。レンズ駆動信号演算部５１４は、入力されたレンズ目標位置によりＡＦモータ３２の駆動信号を生成し、ＡＦモータ３２の駆動によりＡＦレンズ３１ｂを合焦位置へ移動する。各時刻ｔ１〜ｔ４で演算されるレンズ目標位置をＬＰ１〜ＬＰ４で表す。

また、各時刻ｔ１〜ｔ４において、露出演算部５２の露出値メモリから最新の制御絞り値を読み込み、この最新の制御絞り値によりレンズＲＯＭ３５を参照し、最新の制御絞り値に対するピント差補正量（ピント差情報）を読み込む。このピント差補正量は素子目標位置演算部５１５へ送信され、素子目標位置演算部５１５は、受信したピント差補正量に基づいて撮像素子１４の目標位置を算出し、素子駆動信号演算部５１３は、入力された素子目標位置により素子駆動モータ１５を駆動する。時刻ｔ１〜ｔ４で演算される素子目標位置をＣＰ１〜ＣＰ４で表す。

時刻ｔ５においてレリーズ全押しスイッチ６３がＯＮ操作されると、絞り駆動信号演算部５２２は、絞り駆動部５４を駆動制御して絞り部材３３を時刻ｔ４で算出されている制御絞り値ｆ４に制御する。さらに、制御回路５０は、メインミラー１１をミラーアップさせるとともに、時刻ｔ６でシャッタ１３の駆動を開始させて露光を開始し、制御回路５０で演算している最新のシャッタ速度に応じた露出時間だけ撮像素子１４で被写体像による電荷蓄積を行う。その後、蓄積された電荷による画像データが不図示の画像記録媒体に記録される。

このＡＦ−Ｃモードにおいては、上述したように、半押し操作中の時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４において、開放絞り値と最新の制御絞り値との差（ｆ０−ｆ１）、（ｆ０−ｆ２）、（ｆ０−ｆ３）、（ｆ０−ｆ４）によって発生する最良結像面のずれ量を補正するために、撮像素子１４の目標位置ＣＰ１〜ＣＰ４を繰り返し演算し、撮像素子１４を各時刻における目標位置へ移動している。したがって、全押しスイッチ６３がＯＮ操作される時刻ｔ５では、絞り部材３３の絞り値を開放絞り値ｆ０から制御絞り値ｆ４へ駆動するだけで、制御絞り値ｆ４に絞り込まれた絞り部材３３を通過する被写体光Ｌ１は撮像素子１４の撮像面１４Ａに合焦する。

このように、本実施の形態では、半押しスイッチ６２がＯＮ操作されている間に繰り返し制御絞り値を演算し、各制御絞り値と開放絞り値との差に基づいて発生する最良結像面のずれ量を撮像素子１４を移動して繰り返し補正するようにした。したがって、撮影直前に設定された絞り値ｆ４に制御された絞り部材３３を通過する被写体光Ｌ１を、撮像素子１４の撮像面１４Ａに合焦させることができる。すなわち、最良結像面のずれ量補正のためにＡＦレンズ３１ｂを移動させる必要がない。

ＡＦレンズ３１ｂによる焦点調節には大きな駆動量と速さが要求されるため、最小駆動量を大きくせざるを得ず、微小量を正確に駆動するのは技術的に難しい。これに対して、撮像素子１４の全駆動量は小さくて済むので、最小駆動量を小さくして、微小量を正確に駆動できる機構とすることが容易であり、高い駆動精度が実現できる。撮像素子１４の駆動量が小さいため、違和感が解消される。

図４は、上述した一眼レンズ電子カメラにおいて、ＡＦ−Ｓモードを選択した場合の撮影シーケンスを示す。半押しスイッチ６２がＯＮ操作中の時刻ｔ１〜ｔ５の間で、焦点調節演算とＡＦレンズ３１ｂの駆動は１回しか行わない。この点が図３のタイムチャートと異なるが、測光演算のたびに撮像素子１４を駆動する点は同じである。全押しスイッチ６３がＯＮ操作されると、絞り部材３３が制御絞り値に制御されて撮影が行われる。撮影開始前の時刻ｔ４において、開放絞り値ｆ０と最新の絞り値ｆ４との差（ｆ０−ｆ４）に基づくずれ量ＣＰ４だけ撮像素子１４が移動しているから、撮像素子１４には被写体像が合焦する。したがって、この場合、上で説明したＡＦ−Ｃモードの場合と同様の効果を奏することができる。

図５および図６は、先の実施の形態とは異なる撮影シーケンスで撮影を行う場合の変形例を示す。図５および６のタイムチャートについて図３および図４と異なる点を主に説明する。

図５は、図３のタイムチャートと同様のＡＦ−Ｃモードによる撮影シーケンスを示し、図６は、図４のタイムチャートと同様のＡＦ−Ｓモードによる撮影シーケンスを示す。両図において、測光演算の都度、ピント差補正のために撮像素子１４を移動するのではなく、全押しスイッチ６３がＯＮ操作された時刻ｔ５で初めて撮像素子１４を駆動する。撮像素子１４の駆動量は、開放絞り値ｆ０と最新の絞り値ｆ４との差（ｆ０−ｆ４）に基づくずれ量ＣＰ４である。従って、この変形例でも、上で説明した一眼レフ電子カメラシステム１００と同様の効果を奏する。

以上の説明では、測光素子２５で検出した被写体輝度などに基づいて演算された制御絞り値にしたがって絞り部材３３を駆動するものとして説明した。すなわち、プログラムモードを主眼として説明した。しかし絞り優先モードにより手動で絞り値を設定する場合にも、上で説明したのと同様の作用効果が得られる。また、以上では、焦点検出結果により自動焦点調節を行う場合について説明したが、撮影レンズの絞りを開放状態のままファインダスクリーンを見ながら手動で焦点調節を行うマニュアルモードの場合にも、上述した作用効果が得られる。さらに、撮影光学系を交換レンズ３０として説明したが、カメラ本体１０に固着されて交換できない一眼レフ電子カメラにも本発明を適用できる。

特許請求の範囲と実施の形態による構成要素の対応関係について説明する。カメラ本体１０が一眼レフ電子カメラに対応し、カメラ本体１０、ファインダ装置２０および交換レンズ３０が一眼レフ電子カメラシステムに対応する。また、撮影光学系は交換レンズ３０に、焦点調節手段、絞り駆動制御手段、移動手段は焦点検出装置４０や制御回路５０内の各部に、測光素子２５は測光手段にそれぞれ対応する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。

本発明の実施の形態に係る一眼レフ電子カメラシステムの全体を模式的に示す構成図である。 本発明の実施の形態に係る一眼レフ電子カメラシステムの制御回路の詳細を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る一眼レフ電子カメラシステムのＡＦ−Ｃモードにおける焦点調節動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態に係る一眼レフ電子カメラシステムのＡＦ−Ｓモードにおける焦点調節動作を示すタイムチャートである。 他の実施の形態の一眼レフ電子カメラシステムのＡＦ−Ｃモードにおける焦点調節動作を示すタイムチャートである。 他の実施の形態の一眼レフ電子カメラシステムのＡＦ−Ｓモードにおける焦点調節動作を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０：カメラ本体 １４：撮像素子
１５：素子駆動モータ ２０：ファインダ装置
２１：ファインダスクリーン ３０：交換レンズ
３１：撮影レンズ ３１ｂ：ＡＦレンズ
３２：レンズ駆動モータ ３３：絞り部材
３４：絞り駆動部 ３５：レンズＲＯＭ
４０：焦点検出装置 ５０：制御回路
５１：焦点検出／焦点調節演算部 ５２：露出演算部
６２：半押しスイッチ ６３：全押しスイッチ

Claims (5)

1. 撮影光学系を通って入射した被写体光により焦点板上で結像した被写体像を観察するファインダ装置と、
   前記被写体光を受光して撮像信号に変換する撮像素子と、
   撮影指令よりも前に出力される撮影準備指令に連動して、前記撮影光学系の絞りを開放絞り値として当該撮影光学系の焦点調節状態を検出し、その焦点調節状態に基づいて前記撮影光学系内の焦点調節レンズを駆動する焦点検出調節手段と、
   前記撮影指令が出力される時に、前記絞りを制御絞り値に駆動制御する絞り駆動制御手段と、
   前記開放絞り値と前記制御絞り値との差によって発生する最良結像面のずれ量を補正するため、前記撮像素子を光軸方向に移動する素子移動手段とを備えることを特徴とする一眼レフ電子カメラ。
2. 請求項１に記載の一眼レフ電子カメラにおいて、
   被写体の輝度を測光する測光手段と、
   前記測光手段で測光された被写体の輝度に基づいて前記制御絞り値を演算する絞り値演算手段と、
   前記撮影準備指令が出力されているとき、前記測光手段による測光と前記絞り値演算手段による制御絞り値演算を繰り返し行う繰り返し手段とをさらに備え、
   前記素子移動手段は、前記絞り値演算手段で得られている最新の制御絞り値と前記開放絞り値との差に応じた最良結像面のずれ量により前記撮像素子を駆動することを特徴とする一眼レフ電子カメラ。
3. 請求項２に記載の一眼レフ電子カメラにおいて、
   前記素子移動手段は、前記撮影準備指令が出力されているとき、最新の制御絞り値と前記開放絞り値との差に応じた最良結像面のずれ量を補正するように前記撮像素子を繰り返し駆動することを特徴とする一眼レフ電子カメラ。
4. 請求項２に記載の一眼レフ電子カメラにおいて、
   前記素子移動手段は、前記撮影指令が出力されたとき、最新の制御絞り値と前記開放絞り値との差に応じた最良結像面のずれ量を補正するように前記撮像素子を駆動することを特徴とする一眼レフ電子カメラ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の一眼レフ電子カメラと、
   前記撮影光学系を含み、前記開放絞り値と前記制御絞り値との差によって発生する最良結像面のずれ量を記憶する記憶手段を備える交換レンズとを備えることを特徴とする一眼レフ電子カメラシステム。
   

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