JP2007271918A - オートフォーカスレンズ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入射光束を結像光学系内で分岐して合焦検出を行う結像光学系において、マクロ機構の様々な使用方法に対応可能とする。
【解決手段】第１のフォーカスレンズ群１１の像側の光路中に分岐手段１４を有し、この分岐手段１４からの光束を用いて合焦状態を検出する合焦検出手段１６を備える。合焦検出手段１６からの信号に基づいて、集積演算手段１７はフォーカス駆動手段１８を介して第１のフォーカスレンズ群１１を駆動制御することによりオートフォーカスを行う。分岐手段１４と撮像素子３１との間の光路中に第２のフォーカスレンズ群１５を設け、この第２のフォーカスレンズ群１５による合焦操作時には先のオートフォーカス動作を停止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光路中に分岐手段を有し、分岐光束を用いてオートフォーカスを行うオートフォーカスレンズ装置に関するものである。

スチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置におけるオートフォーカス技術としては、従来から種々の提案がなされている。特に特許文献１では、光路中に分岐手段を設け、分岐光路中にフォーカス検出手段を備えたレンズ・撮像装置が提案されている。

また、放送用ズームレンズにおいては、特許文献２が知られている。この特許文献２では、前玉のフォーカスレンズ群とは別に、マクロ機構と称してリレー光学系内の一部のマクロレンズ群を光軸方向に操作することによりフォーカス制御を行うと共に、更なる近接撮影を可能としたレンズが使用されている。

特開２００２−３６５５１７号公報 特開平３−３４７８１号公報

特許文献１のように、結像光学系内の光路中に分岐手段を有し、分岐光束により合焦状態を検出しオートフォーカス制御を行う撮像システムでは、撮像側と合焦検出側との焦点面の関係を一定に保つことで、適切なオートフォーカス制御を行っている。

しかし、分岐手段の像側に配置されるマクロ移動レンズ群により、特許文献２のように近接撮影を行う場合には、マクロ移動レンズ群の移動により撮像側と合焦検出側との焦点面の関係が崩れてしまうことがある。そのため、適切なオートフォーカス制御ができず、ピントが合わなくなる問題がある。

また、マクロ機構の特殊な使用方法として、映像効果を狙って故意に映像をぼかしたい場合に使用する場合がある。しかし、このぼかし撮影でマクロ移動レンズ群を使用する場合には、近接撮影とは異なる動作特性が求められる。即ち、マクロ操作量に比例してぼけ量が増大し、マクロ操作を復帰することで、元の被写体にピントが復帰するといったフォーカス動作が求められる。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、撮影状況に応じて適切にオートフォーカス制御を行うことにより、より使い勝手の良いオートフォーカスレンズ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るオートフォーカスレンズ装置の技術的特徴は、 第１のフォーカスレンズ群の像側の光路中に配置した少なくとも１つの分岐手段と、該分岐手段からの分岐光束を用いて合焦状態を検出する合焦検出手段と、前記第１のフォーカスレンズ群を駆動する駆動手段と、前記合焦検出手段の信号に基づいて前記駆動手段を駆動することによりオートフォーカス制御を行う制御手段とを有するオートフォーカスレンズ装置において、前記分岐手段と撮像素子との間の光路中に合焦操作のための第２のフォーカスレンズ群を配置し、前記制御手段は前記第２のフォーカスレンズ群による合焦操作時には前記オートフォーカス制御を停止することを特徴とするオートフォーカスレンズ装置。

本発明に係るオートフォーカスレンズ装置によれば、フォーカスレンズ群の操作時におけるオートフォーカス動作を適切に設定することにより、マクロ撮影やぼかし効果撮影において使い勝手が良い。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例１のオートフォーカスレンズ装置を有する撮像装置の構成図であり、結像光学系１０と、この結像光学系１０を着脱自在に取り付けたカメラ本体３０とから成っている。結像光学系１０のレンズ光軸上には、物体側から順に、第１のフォーカスレンズ群１１、変倍レンズ群１２、絞り１３、分岐手段１４、第２のフォーカスレンズ群１５が配列されている。変倍レンズ群１２は変倍用のバリエータレンズ１２ａ、変倍に伴う像点の変動を補正するためのコンペンセータレンズ１２ｂから成っている。結像光学系１０のレンズ群による像が、カメラ本体３０に内蔵された撮像素子３１上に結像するようにされており、分岐手段１４から分岐された光路上には合焦検出手段１６が配置されている。

合焦検出手段１６の出力は制御手段である集積演算手段１７に接続され、集積演算手段１７の出力はフォーカス駆動手段１８を介して第１のフォーカスレンズ群１１を駆動するフォーカス駆動モータ１９に接続されている。

また、第２のフォーカスレンズ群１５は操作手段２０により操作できるようにされており、第２のフォーカスレンズ群１５の変位を検出する位置検出手段２１が設けられ、位置検出手段２１の出力は集積演算手段１７に接続されている。

被写体像の一部の光束は、分岐手段１４によって分岐されて合焦検出手段１６に入射する。合焦検出手段１６は合焦検出値を出力し、集積演算手段１７により演算を行い、第１のフォーカスレンズ群１１を駆動モータ１９により駆動してオートフォーカス制御を行う。

第２のフォーカスレンズ群１５はフォーカス端よりも近い被写体を撮影する近接撮影、映像効果を狙ったぼかし撮影等に使用され、第１のフォーカスレンズ群１１とは別に動かすことで、その効果を可能とする。

第２のフォーカスレンズ群１５の変位が位置検出手段２１により検出されると、集積演算手段１７からフォーカス駆動手段１８への信号を停止し、オートフォーカス制御を停止する。また、第２のフォーカスレンズ群１５が初期位置に復帰したことを位置検出手段２１が検出すると、集積演算手段１７からフォーカス駆動手段１８へ信号を送り、オートフォーカス制御を再開する。

図２は第２のフォーカスレンズ群１５の操作時のオートフォーカス制御のフローチャート図である。先ず、位置検出手段２１が第２のフォーカスレンズ群１５の現在位置を検出し、第２のフォーカスレンズ群１５が初期位置にあるかの判定を行う（ステップＳ１０）。

集積演算手段１７は第２のフォーカスレンズ群１５が合焦操作以前の初期位置に復帰したときの制御特性を規定している。即ち、第２のフォーカスレンズ群１５の合焦操作終了後に、撮像素子３１側と合焦検出手段１６側の焦点面の関係が復帰した時点で、円滑にオートフォーカス制御を再開する。

第２のフォーカスレンズ群１５が初期位置でなければ、つまり第２のフォーカスレンズ群１５を用いた合焦操作中ではないと判定されると、オートフォーカス制御を継続する。この場合は、合焦検出手段１６が現在の焦点位置を検出し、その値を集積演算手段１７に送る（ステップＳ２０）。次に、集積演算手段１７がステップＳ２０で取得した値を基に、現在の焦点位置から合焦位置まで必要な第１のフォーカスレンズ群１１の移動量を算出する（ステップＳ３０）。

続いて、フォーカス駆動手段１８がステップＳ３０で算出された光軸方向の移動量をフォーカス駆動モータ１９の回転角に換算する（ステップＳ４０）。次いで、フォーカス駆動手段１８により与えられた回転角だけフォーカス駆動モータ１９を駆動する（ステップＳ５０）。そして、フォーカス駆動モータ１９が回転駆動することで、第１のフォーカスレンズ群１１が動作し、オートフォーカス制御が行なわれる（ステップＳ６０）。

一方、第２のフォーカスレンズ群１５を用いた合焦操作中であると判定された場合には、集積演算手段１７からフォーカス駆動手段１８への信号を停止し、オートフォーカス制御を停止する（ステップＳ７０）。この場合に、位置検出手段２１の判定に戻り、第２のフォーカスレンズ群１５による合焦操作が終了した時点で、上記のステップ２０〜６０に移行しオートフォーカス制御が再開される。

図３は実施例２のオートフォーカスレンズ装置を有する撮像装置の構成図であり、実施例１と同一の符号は同一の部材を示している。第２のフォーカスレンズ群１５には駆動モータ２２が接続されており、オン・オフ切換手段２３、オン・オフ切換検出手段２４を介して集積演算手段１７に接続されている。

オン・オフ切換手段２３をオンに切換えると、第２のフォーカスレンズ群１５の操作が可能となる。同時に、集積演算手段１７はオン・オフ切換検出手段２４よりオン・オフ切換手段２３がオンであることを検出し、フォーカス駆動手段１８への信号を停止し、オートフォーカス制御を停止する。また、第２のフォーカスレンズ群１５が初期位置に復帰し、オン・オフ切換検出手段２４がオフであることを検出すると、集積演算手段１７からフォーカス駆動手段１８への信号を送り、オートフォーカス制御を再開する。

なお、図２のステップＳ１０で行っている第２のフォーカスレンズ群１５の位置検出手段２１の役割を図３のオン・オフ切換検出手段２４が果すことで、実施例１と同様の制御を行うことができる。

図４は実施例３のオートフォーカスレンズ装置を有する撮像装置の構成図であり、実施例２と同一の符号は同一の部材を示している。集積演算手段１７には第１、第２の撮影モードを切換えるための撮影モード切換手段２５が接続され、モード切換手段２５には表示装置２６が接続されている。

撮影の狙いに応じて制御特性を切換えるために、第１の撮影モードでは前述の規定した特性で制御し、第２の撮影モードでは第２のフォーカスレンズ群１５の合焦操作時もオートフォーカス制御を継続する。

なお、撮影モードの状態を示すための表示装置２６を設けることにより、現在の撮影モードを確認することができ、誤操作の防止が可能となる。

第１の撮影モード時には、図４に示すようにモード表示装置２６の「１」が点灯し、第２の撮影モード時には「２」が点灯する。そして、モード切換手段２５を「１」にした第１の撮影モードの場合には、集積演算手段１７からフォーカス駆動手段１８への信号を停止し、オートフォーカス制御を停止する。また、モード切換手段２５を「２」にした第２の撮影モードの場合には、集積演算手段１７からフォーカス駆動手段１８に信号を送り、オートフォーカス制御を継続・再開する。このことにより、それぞれの撮影状態に応じ適切な合焦制御を可能としている。

図５は撮影モード切換時におけるオートフォーカス制御のフローチャート図であり、図２のフローチャート図と同じステップ番号は同じ動作を示している。先ず、撮影モード切換手段２５を用いて、第１又は第２の撮影モードを選択し、撮影モードを決定する（ステップＳ１００）。

第１の撮影モードの場合には、撮影モード表示装置２６に現在の制御が第１の撮影モードであることを示す「１」が点灯する（ステップＳ１１０）。この場合に、これ以降の処理は実施例１の図２と同様になる。即ち、第２のフォーカスレンズ群１５を用いた合焦操作中であると判定した場合に、オートフォーカス制御を停止するために、集積演算手段１７からフォーカス駆動手段１８への信号を停止する（ステップＳ７０）。

また、第２のフォーカスレンズ群１５を用いた合焦操作中ではないと判定した場合に、オートフォーカス制御を継続するために、合焦検出手段１６が取得した値に基づいて第１のフォーカスレンズ群１１を所望の量だけ駆動する（ステップＳ２０〜６０）。ただし、この実施例３では、第２のフォーカスレンズ群１５を用いた合焦操作の判定は、オン・オフ切換検出手段２４の出力を使用している（ステップＳ１０）。

第２の撮影モードの場合には、撮影モード表示装置２６に現在の制御が第２の撮影モードであることを示す「２」が点灯する（ステップＳ１１１）。この第２の撮影モードでは、第１の撮影モードと同様に初めに第２のフォーカスレンズ群１５を用いた合焦操作を行っているか判定を行う（ステップＳ１１）。合焦操作中であると判定された場合には、オートフォーカス制御を継続・再開するために合焦検出手段１６が取得した値に基づいて、第１のフォーカスレンズ群１１を所望の量だけ駆動する（ステップＳ２０〜６０）。

即ち、図６に示すように、第２のフォーカスレンズ群１５の操作に伴って、撮像素子３１と合焦検出手段１６の関係が変化し、撮像素子３１側の合焦位置はΔｄだけずれて３１’となる。ここで、オートフォーカス制御を継続すると、撮像側は位置３１’に合焦させようとする結果、ぼけ量はΔｄとなる。このときのぼけ像の径をＸ、ＦナンバーをＦｎｏ．とすると次式に示すようになり、ぼけ像の径Ｘはぼけ量Δｄに比例し、Ｆｎｏ．に反比例することが分かる。
Ｘ＝Δｄ／Ｆｎｏ． …（１）

つまり、被写体の移動によらずに、像のぼけ量を第２のフォーカスレンズ群１５の操作量に比例した量にすることができ、ぼかし撮影を終了し、第２のフォーカスレンズ群１５を初期位置に戻すことにより合焦状態に復帰することができる。

一方、合焦操作中ではないと判定された場合には、合焦操作を開始する以前の状態を維持する。即ち、オートフォーカス制御中に第２のフォーカスレンズ群１５による合焦操作が開始された場合に、オートフォーカス制御を継続し、オートフォーカス制御が停止していて合焦操作が開始された場合に、オートフォーカス制御を停止し続ける。

以上の説明では好ましい実施例について述べたが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

実施例１の構成図である。 オートフォーカス制御のフローチャート図である。 実施例２の構成図である。 実施例３の構成図である。 オートフォーカス制御のフローチャート図である。 ぼかし撮影の説明図である。

符号の説明

１０ 結像光学系
１１ 第１のフォーカスレンズ群
１２ 変倍レンズ群
１４ 分岐手段
１５ 第２のフォーカスレンズ群
１６ 合焦検出手段
１７ 集積演算手段
１８ フォーカス駆動手段
１９ フォーカス駆動モータ
２０ 操作手段
２１ 位置検出手段
２２ 駆動モータ
２３ オン・オフ切換手段
２４ オン・オフ切換検出手段
２５ 撮影モード切換手段
２６ 表示装置
３０ カメラ本体
３１ 撮像素子

Claims (6)

1. 第１のフォーカスレンズ群の像側の光路中に配置した少なくとも１つの分岐手段と、該分岐手段からの分岐光束を用いて合焦状態を検出する合焦検出手段と、前記第１のフォーカスレンズ群を駆動する駆動手段と、前記合焦検出手段の信号に基づいて前記駆動手段を駆動することによりオートフォーカス制御を行う制御手段とを有するオートフォーカスレンズ装置において、前記分岐手段と撮像素子との間の光路中に合焦操作のための第２のフォーカスレンズ群を配置し、前記制御手段は前記第２のフォーカスレンズ群による合焦操作時には前記オートフォーカス制御を停止することを特徴とするオートフォーカスレンズ装置。
2. 前記第２のフォーカスレンズ群が合焦操作以前の初期位置に復帰したとき、前記オートフォーカス制御を再開することを特徴とする請求項１に記載のオートフォーカスレンズ装置。
3. 第１、第２の撮影モードを有し、前記第１の撮影モード時には前記第２のフォーカスレンズ群の操作時に前記オートフォーカス制御を停止し、前記第２の撮影モード時には前記第２のフォーカスレンズ群の操作時に前記オートフォーカス制御を続けることを特徴とする請求項１又は２に記載のオートフォーカスレンズ装置。
4. 前記第１、第２の撮影モードの状態を示す表示装置を有することを特徴とする請求項３に記載のオートフォーカスレンズ装置。
5. 前記第１、第２の撮影モードは電源投入時に前回使用時の状態を維持することを特徴とする請求項３又は４に記載のオートフォーカスレンズ装置。
6. 請求項１〜５の何れか１つの請求項に記載のオートフォーカスレンズ装置と、該オートフォーカスレンズ装置の像側に配置した撮像手段とを有することを特徴とする撮像装置。

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