レンズ制御装置、撮影レンズ、撮像装置およびレンズ制御プログラム
【課題】他の機能が割り当てられた操作部材にフォーカスレンズ駆動の機能を追加的に割り当てると、他の機能との兼ね合いからその操作仕様はおのずと制限的になる。そこで、汎用的な操作部材によるユーザからの指示入力であっても、フォーカスレンズ駆動に適した制御機構が求められていた。
【解決手段】上記課題を解決するために、レンズ制御装置は、操作部材が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数を取得する取得部と、単位時間当たりのパルス数が、予め定められた閾値よりも小さい場合は、レンズを光軸方向へ移動させるアクチュエータの１パルス当たりの駆動量を第１駆動量とし、閾値以上の場合は、第１駆動量よりも大きい第２駆動量とするアクチュエータ制御部とを備える。
【解決手段】上記課題を解決するために、レンズ制御装置は、操作部材が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数を取得する取得部と、単位時間当たりのパルス数が、予め定められた閾値よりも小さい場合は、レンズを光軸方向へ移動させるアクチュエータの１パルス当たりの駆動量を第１駆動量とし、閾値以上の場合は、第１駆動量よりも大きい第２駆動量とするアクチュエータ制御部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ制御装置、撮影レンズ、撮像装置およびレンズ制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
フォーカスレンズをモータ駆動により移動させて被写体像を合焦させる場合に、ユーザによる操作部材の操作時間に応じて連続駆動する連続駆動モードと、一回の操作で決められた駆動量だけ駆動する微小駆動モードを有するレンズ制御装置が知られている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開平３−１６３４２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フォーカスレンズを駆動させる操作部材を専用に設けられるのであれば、フォーカスレンズ駆動に対する様々な要求を満たす操作部材を設けることができるが、近時のカメラは小型軽量化が一段と進み、できる限り操作部材を少なくしたいという要請がある。そこで、一つの操作部材が複数の機能に対する操作を受け付けることも少なくない。しかし、他の機能が割り当てられた操作部材にフォーカスレンズ駆動の機能を追加的に割り当てると、他の機能との兼ね合いからその操作仕様はおのずと制限的になる。そこで、汎用的な操作部材によるユーザからの指示入力であっても、フォーカスレンズ駆動に適した制御機構が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様におけるレンズ制御装置は、操作部材が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数を取得する取得部と、単位時間当たりのパルス数が、予め定められた閾値よりも小さい場合は、レンズを光軸方向へ移動させるアクチュエータの１パルス当たりの駆動量を第１駆動量とし、閾値以上の場合は、第１駆動量よりも大きい第２駆動量とするアクチュエータ制御部とを備える。
【０００５】
また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様における撮影レンズは、上記のレンズ制御装置を含む。
【０００６】
また、上記課題を解決するために、本発明の第３の態様における撮像装置は、上記のレンズ制御装置を含む。
【０００７】
また、上記課題を解決するために、本発明の第４の態様におけるレンズ制御プログラムは、操作部材が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数を取得する取得ステップと、パルス数が、予め定められた閾値よりも小さい場合は、レンズを光軸方向へ移動させるアクチュエータの１パルス当たりの駆動量を第１駆動量とし、閾値以上の場合は、第１駆動量よりも大きい第２駆動量とするアクチュエータ制御ステップとをコンピュータに実行させる。
【０００８】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る一眼レフカメラの背面斜視図である。
【図２】一眼レフカメラのシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】回転ダイヤルの操作によって発生するパルスの説明図である。
【図４】低速モードと高速モードの切り替えに係るフロー図である。
【図５】パワーフォーカスにおけるフォーカスレンズ駆動のフロー図である。
【図６】焦点深度を説明する説明図である。
【図７】異なる交換レンズに対する高速モードの適用を説明する説明図である。
【図８】ＡＦ動作後にパワーフォーカスを実行する場合のフロー図である。
【図９】焦点評価値を用いた場合の低速モードと高速モードの切り替えに係るフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る一眼レフカメラ１０の背面斜視図である。一眼レフカメラ１０は、カメラ本体３０に交換レンズ２０が装着されて構成される。カメラ本体３０には、焦点距離、開放Ｆ値等の異なる複数の交換レンズ２０が交換可能に装着される。
【００１２】
交換レンズ２０は、そのレンズ鏡筒内に、透過する被写体光束の焦点を調整するフォーカスレンズ群が設けられている。フォーカスレンズ群は、光軸方向に沿って移動することにより撮像素子受光面における焦点を調整する。フォーカスレンズ群は、同じくレンズ鏡筒内に設けられたフォーカスレンズモータの駆動により移動される。
【００１３】
カメラ本体３０の背面には、回転ダイヤル３１が設けられている。回転ダイヤル３１は、交換レンズ２０の光軸と平行な回転軸周りに、時計回りおよび反時計回りに回転することができ、ユーザによる操作部材としての役割を担う。回転ダイヤル３１は、一定角度回転されるごとにクリック感が得られるように構成されており、ユーザは、この１クリックに対して１つの入力パルスをカメラ本体３０へ与えることができる。本実施形態においては、４５°間隔でクリック感が得られるように構成されており、したがって、ユーザは、回転ダイヤル３１を１回転させると８つの入力パルスをカメラ本体３０へ与えることができる。
【００１４】
回転ダイヤル３１の中心部には決定ボタン３２が設けられており、ユーザは決定ボタン３２を押下げることにより、選択したメニュー項目等をカメラ本体３０に設定、実行させる。また、カメラ本体３０の背面部には液晶表示部３３が設けられている。液晶表示部３３には、撮影された画像データの画像表示の他、一眼レフカメラ１０の各種設定に関する様々な設定情報、メニュー項目等も表示される。したがって、ユーザは、回転ダイヤル３１、決定ボタン３２および他の操作部材を操作することにより、液晶表示部３３に画像データ、メニュー項目等を順次表示させて視認しながら、特定の項目を選択、実行する指示をカメラ本体３０に与えることができる。
【００１５】
ユーザがカメラ本体３０を右手で把持したときに人差し指が掛かる位置には、レリーズボタン３４が配置されている。レリーズボタン３４は、押下げ方向に２段階に検知できる押しボタンで構成されており、１段階目の押下げであるＳＷ１の検知により撮影準備動作であるＡＦ、ＡＥ等を実行し、２段階目の押下げであるＳＷ２の検知により撮像素子による本撮影画像としての被写体画像の取得動作を実行する。
【００１６】
ここで、フォーカスレンズ群の移動による焦点調整の概略について説明する。焦点調整のモードとしては、オートフォーカスモード、パワーフォーカスモードおよびこれらを併用する併用モードが用意されている。ユーザは、撮影に先立ち、メニュー選択によりいずれかの焦点調整モードを選択して設定しておく。
【００１７】
オートフォーカスモードは、カメラ本体３０がレリーズボタン３４のＳＷ１を検知したときに、例えば公知のコントラスト検出方式により、フォーカスレンズモータを駆動して合焦状態となる位置までフォーカスレンズ群を自動的に移動する。より具体的には、フォーカスレンズ群を連続的に移動させつつ被写体画像を逐次取得して、それぞれの画像から高周波成分の割合に対応する焦点評価値を算出し、焦点評価値が極大値となる位置へフォーカスレンズ群を移動させることによりオートフォーカスを実現する。ユーザは、液晶表示部３３に連続的に表示される被写体画像により、合焦過程を視認することができる。
【００１８】
パワーフォーカスモードは、カメラ本体３０がユーザによる回転ダイヤル３１の回転操作を検出し、その回転量に応じてフォーカスレンズモータを駆動することにより、フォーカスレンズ群を移動させる。例えば、ユーザが回転ダイヤル３１を時計回りに回転させると、フォーカスレンズ群は至近端側から無限端側へ移動し、逆に、反時計回りに回転させると、無限端側から至近端側へ移動する。この間カメラ本体３０は連続的に被写体画像を取得しており、取得された被写体画像は、逐次液晶表示部３３に表示される。したがって、ユーザは、回転ダイヤル３１を操作しつつ合焦状態を液晶表示部３３の表示により確認することができる。もちろん、拡大表示機能を利用して特定の被写体領域を拡大させることにより、厳密な合焦作業を行うこともできる。また、連続的に取得される被写体画像を利用して焦点評価値を算出し、これを液晶表示部３３で視覚化することにより、ユーザによる合焦作業をアシストすることもできる。パワーフォーカスモードの具体的な制御については後述する。
【００１９】
併用モードは、オートフォーカスによる合焦動作後にパワーフォーカスによる微調整を許容するモードである。ユーザは、例えば、被写体である人物の鼻にオートフォーカスされたときに、回転ダイヤル３１を操作することにより目に合焦させるような微調整を行うことができる。
【００２０】
図２は、一眼レフカメラ１０のシステム構成を概略的に示すブロック図である。一眼レフカメラ１０のシステムは、交換レンズ２０とカメラ本体３０のそれぞれに対応して、レンズシステム制御部１２０を中心とするレンズ制御系と、カメラシステム制御部１３０を中心とするカメラ制御系により構成される。そして、レンズ制御系とカメラ制御系は、レンズマウント１２１とカメラマウント１３１によって接続される接続部を介して、相互に各種データ、制御信号の授受を行う。
【００２１】
カメラ制御系に含まれる画像処理部１３６は、カメラシステム制御部１３０からの指令に従って、撮像素子１３５で光電変換された撮像信号を画像データに処理する。本撮影画像において処理された画像データは、表示制御部１３４へ送られて、例えば撮影後の一定時間の間、液晶表示部３３に表示される。これに並行して、処理された画像データは、所定の画像フォーマットに加工され、外部接続ＩＦ１３７を介して外部メモリに記録される。
【００２２】
カメラメモリ１３２は、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性メモリであり、一眼レフカメラ１０を制御するプログラム、各種パラメータなどを記憶する役割を担う。ワークメモリ１３３は、例えばＲＡＭなどの高速アクセスできるメモリであり、処理中の画像データを一時的に保管する役割などを担う。
【００２３】
操作入力部１３８は、回転ダイヤル３１、決定ボタン、レリーズボタン３４等の操作部材が操作されたことを検出して、カメラシステム制御部１３０へ出力する。タイマー１３９は、カメラシステム制御部１３０によるプログラムの実行に関わる様々な計時を担い、カメラシステム制御部１３０からのリセット信号により計時を開始し、呼び出しに応じて経過時刻を引き渡す。タイマー１３９は、複数の計時を並行して実行できる。焦点評価部１４０は、取得される被写体画像の高周波成分の割合から焦点評価値ＦＥを算出する。焦点評価値ＦＥが高いほど被写体画像のコントラストが高いことを意味する。すなわち、よりピントが合っている状態を表す。逆に焦点評価値ＦＥが低い場合は、ぼけ画像であると判断される。
【００２４】
レンズシステム制御部１２０は、カメラシステム制御部１３０からの制御信号を受けて各種動作を実行する。レンズメモリ１２２は、レンズ固有の情報およびレンズシステム制御部１２０が実行するプログラム等を記憶している。モータ駆動回路１２３は、カメラシステム制御部１３０からの制御信号をレンズシステム制御部１２０が受け取って加工した駆動信号が入力されて、フォーカスレンズ群を移動させるアクチュエータとしてのフォーカスレンズモータを駆動する。
【００２５】
図３は、回転ダイヤル３１の操作によって発生するパルスの説明図である。回転ダイヤル３１は、回転部材と共に回転する金属ブラシと、固定された接点パターンとの接触、非接触によりオンオフが検出される。このような金属ブラシと接点パターンがＡ相、Ｂ相として２組用意されている。
【００２６】
図示するように、Ａ相とＢ相は１／４波長分ずれて設定されている。すなわち回転に伴うオンオフのタイミングが相互にずれるように設定されている。これにより、回転ダイヤル３１が時計回りであるＣＷ方向に回転されたときには、Ａ相パルス３０１に連続してＢ相パルス３０２が検出され、若干遅れて再びＡ相パルス３０１が検出されることになる。逆に回転ダイヤル３１が反時計回りであるＣＣＷ方向に回転されたときには、Ｂ相パルス３０２に連続してＡ相パルス３０１が検出され、若干遅れて再びＢ相パルス３０２が検出されることになる。したがって、カメラシステム制御部１３０は、操作入力部１３８から受け取るこのような検出パルスのタイミングパターンと回数から、回転方向と入力パルス数を判断する。
【００２７】
なお、入力パルス数は、Ａ相パルス３０１とＢ相パルス３０２がそれぞれ１回検出されたときに１パルスとカウントする。また、上述のように、回転ダイヤル３１は１回転させると８つの入力パルスを発生させるので、Ａ相、Ｂ相の接点パターンも４５°間隔で形成されている。
【００２８】
次にパワーフォーカスモードの詳細について説明する。本実施形態に係るパワーフォーカスモードは、回転ダイヤル３１が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数が、予め定められた閾値ｐ０よりも大きいか小さいかにより、１パルス当りのフォーカスレンズモータの駆動量を変更する。より具体的には、１クリック当りのフォーカスレンズの移動量を、回転ダイヤル３１が速く回されたときには大きく、ゆっくり回されたときには小さくする。つまり、カメラシステム制御部１３０は、回転ダイヤル３１が回される速さを検出して、フォーカスレンズモータの駆動を低速モードと高速モードとに切り替える。
【００２９】
図４は、低速モードと高速モードの切り替えに係るフロー図である。フローは、カメラシステム制御部１３０が、回転ダイヤル３１の非操作状態から１パルスを検出した時点で開始される。
【００３０】
カメラシステム制御部１３０は、回転ダイヤル３１から１パルスが送られてきたことを検出すると、ステップＳ４０１で、速度モードフラグｆｇに１を代入する。速度モードフラグｆｇが１であることは、フォーカスレンズモータの駆動モードとして低速モードが選択されていることを示す。
【００３１】
続いてカメラシステム制御部１３０は、ステップＳ４０２で入力パルスカウンタｐに１を代入し、ステップＳ４０３でタイマー１３９に対してリセット信号を送信してタイマーｔを開始させる。そして、ステップＳ４０４で、カメラシステム制御部１３０は、続けてパルス入力が有るか否かを判断する。パルス入力が有ればステップＳ４０５へ進み、カメラシステム制御部１３０は、入力パルスカウンタｐをインクリメントする。これをタイマーｔが単位時間ｔ０に到達するまで繰り返す（ステップＳ４０６）。単位時間ｔ０は、例えば５０ｍｓｅｃ程度に設定される。
【００３２】
ステップＳ４０６で単位時間ｔ０に到達すると、ステップＳ４０７へ進み、カメラシステム制御部１３０は、入力パルスカウンタｐが閾値ｐ０を超えているか否かを判断する。閾値ｐ０は、例えば３パルス程度に設定される。閾値ｐ０を超えている場合は、ステップＳ４０８へ進み、速度モードフラグｆｇに２を代入する。速度モードフラグｆｇが２であることは、フォーカスレンズモータの駆動モードとして高速モードが選択されていることを示す。入力パルスカウンタｐが閾値ｐ０以下である場合は、ステップＳ４０９へ進み、速度モードフラグｆｇに１を代入する。もともと速度モードフラグｆｇが１であればそのまま１の値を維持する。
【００３３】
そして、カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ４１０へ進み、さらにパルス入力が有るか否かにより、継続して回転ダイヤル３１が操作されているか否かを判断する。操作されていると判断した場合には、再びステップＳ４０２へ戻り、一連の動作を繰り返す。操作が終了していると判断した場合には、一連のフローを終わらせる。
【００３４】
続いて、このようにして切り替えられたフォーカスレンズモータの駆動モードにより、どのようにフォーカスレンズ群が移動されるかについて説明する。図５は、パワーフォーカスにおけるフォーカスレンズ駆動のフロー図である。
【００３５】
パワーフォーカスモードでは、回転ダイヤル３１の操作に伴ってフォーカスレンズ群がフォーカスレンズモータによって駆動されるので、フローは、カメラシステム制御部１３０が、回転ダイヤル３１の非操作状態から１パルスを検出した時点で開始される。つまり、図４のフローと同時に並行して開始される。
【００３６】
カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ５０１で現在の速度モードフラグｆｇが１であるか否かを確認する。図４のフローではステップＳ４０１で速度モードフラグｆｇのデフォルト値として１が代入されたが、ステップＳ５０１の確認は、タイミング的にはステップＳ４０１より若干遅延して行われる。速度モードフラグｆｇが１であれば、フォーカスレンズモータの駆動モードとして低速モードが選択されていると判断され、ステップＳ５０２で、カメラシステム制御部１３０は、フォーカスレンズ群を低速モードで移動させる。
【００３７】
低速モードでは、カメラシステム制御部１３０は、１パルスの入力に対して予め定められる駆動量であるｍｖ１に対応する制御信号をレンズシステム制御部１２０へ送る。レンズシステム制御部１２０は、カメラシステム制御部１３０から制御信号を受け取ると、レンズメモリ１２２に記憶されているフォーカスレンズモータの特性等を読み出して、ｍｖ１に相当する駆動信号を生成する。そして、モータ駆動回路１２３は、レンズシステム制御部１２０により生成された駆動信号を受けて、ｍｖ１だけフォーカスレンズモータを駆動する。フォーカスレンズ群は、フォーカスレンズモータの駆動量ｍｖ１に応じて、光軸方向に移動する。なお、移動の方向は、回転ダイヤル３１の回転方向により、無限端側から至近端側または至近端側から無限端側に決定される。
【００３８】
交換レンズ２０には、そのレンズ特性等に応じてさまざまなタイプのフォーカスレンズモータが採用されている。例えばＤＣモータが採用されている場合には、フォーカスレンズ群の駆動量としてｍｖ１に相当する回転量、回転角がレンズシステム制御部１２０により算出される。このとき、フォーカスレンズモータのタイプ、出力減速比などは、レンズメモリ１２２にフォーカスレンズモータの特性として記憶されている。
【００３９】
ステップＳ５０１で、速度モードフラグｆｇが１でなければ２と判断し、フォーカスレンズモータの駆動モードとして高速モードが選択されていると判断する。そして、ステップＳ５０３で、カメラ制御システム１３０は、フォーカスレンズ群を高速モードで移動させる。
【００４０】
高速モードでは、カメラシステム制御部１３０は、１パルスの入力に対して予め定められる駆動量であるｍｖ２に対応する制御信号をレンズシステム制御部１２０へ送る。ｍｖ２はｍｖ１より大きい値に設定されており、例えば定数倍として３倍程度が設定される。レンズシステム制御部１２０は、カメラシステム制御部１３０から制御信号を受け取ると、レンズメモリ１２２に記憶されているフォーカスレンズモータの特性等を読み出して、ｍｖ２に相当する駆動信号を生成する。そして、モータ駆動回路１２３は、レンズシステム制御部１２０により生成された駆動信号を受けて、ｍｖ２だけフォーカスレンズモータを駆動する。
【００４１】
１パルスの入力に応じてフォーカスレンズモータを、低速モードでｍｖ１または高速モードでｍｖ２駆動したら、カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ５０４で、さらにパルス入力が有るか否かにより、継続して回転ダイヤル３１が操作されているか否かを判断する。操作されていると判断した場合には、再びステップＳ５０１へ戻り、一連の動作を繰り返す。このとき、図４のフローで示した低速モードと高速モードの切り替えは並行して実行されているので、その結果に応じてステップＳ５０１の判断が逐次変更される。ステップＳ５０４で、操作が終了していると判断した場合には、一連の処理を終える。
【００４２】
駆動量ｍｖ１は、予め定められた固定値でも良いし、交換レンズの特性、撮影状況等に応じて動的に変更しても良い。ただし、パワーフォーカスにより被写体像を合焦させるには、駆動量ｍｖ１によるフォーカスレンズ群の移動量が焦点深度の幅以下でなければならない。駆動量ｍｖ１によるフォーカスレンズ群の移動量が焦点深度の幅を超えてしまうと、合焦と評価される位置にフォーカスレンズ群を静止させることができない場合が生じるからである。図６は、焦点深度を説明する説明図である。
【００４３】
フォーカスレンズ群２１を光軸１１に沿って透過する被写体光束１２は、絞り２２で制限されて、受光面近傍で結像する。このとき、光軸に垂直な平面で被写体光束を切断したときの円が許容錯乱円δよりも小さければ、その平面における被写体像は合焦状態であると評価できる。すなわち、許容錯乱円δにより光軸方向に沿って規定される焦点深度ＤＯＦの間に撮像素子１３５の受光面が存在すれば、被写体像は合焦状態と評価できる。
【００４４】
図示するように、焦点深度ＤＯＦは交換レンズの焦点距離、絞り値、被写体までの距離によって変動する。具体的には、焦点深度ＤＯＦは、絞り値が大きいほど大きくなり、焦点距離が長いほど小さくなり、被写体が近くにあるほど小さくなる。合焦動作を絞り開放で行うのであれば、交換レンズの開放Ｆ値によっても左右される。
【００４５】
そこで、駆動量ｍｖ１は、その交換レンズ２０において最も小さくなる場合の焦点深度ＤＯＦ０を基準として、フォーカスレンズ群の駆動ピッチがこのＤＯＦ０以下となるように設定すると良い。もしくは、上述のように変動する焦点深度ＤＯＦの大きさに合わせて駆動量ｍｖ１を動的に変更しても良い。
【００４６】
低速モードは被写体の焦点調整を厳密に行うことを目的としたモードであるので、上述のように焦点深度ＤＯＦに基づいて駆動量ｍｖ１が決定されることが望ましかった。一方で、高速モードは、勢いよく回転ダイヤル３１を回転させるユーザの意図を鑑みて、少しの操作量でフォーカスレンズ群を大きく移動させることを目的としたモードである。そこで、高速モードに好ましい駆動量ｍｖ２の定め方について説明する。
【００４７】
図７は、異なる交換レンズ２０に対する高速モードの適用を説明する説明図である。上述のように、ユーザは、撮影意図に応じてカメラ本体３０に異なる交換レンズ２０を装着することができる。交換レンズ２０は、それぞれが焦点距離、開放Ｆ値、最短撮影距離などの特性において異なり、さらには、最短撮影距離の被写体に合焦させる至近端から無限遠の被写体に合焦させる無限端までのフォーカスレンズ群の移動量もそれぞれで異なる。
【００４８】
例えば、図示するように無限端から至近端へフォーカスレンズ群を移動させようとした場合、交換レンズＡのフォーカスレンズモータであれば１３２０回転で到達し、交換レンズＢであれば２０４０回転で到達し、交換レンズＣであれば２４００回転で到達する。しかしながら、駆動量ｍｖ２が交換レンズに依らず一定であれば、無限端から至近端へ至る操作量が交換レンズごとにまちまちとなる。このような操作感はユーザにとっては好ましくない。
【００４９】
そこで、いずれの交換レンズ２０が装着された場合であっても、無限端から至近端までフォーカスレンズ群を移動させる回転ダイヤル３１の操作量が一定となるように駆動量ｍｖ２を調整する。例えば、ユーザは回転ダイヤル３１を３回転させれば、いずれの交換レンズが装着されている場合でも、無限端から至近端までフォーカスレンズ群を移動させることができる。
【００５０】
具体的には、レンズシステム制御部１２０は、レンズメモリ１２２から無限端から至近端へ至るフォーカスレンズモータの回転量を取得して、３回転に相当するパルス数である２４パルスで除することにより駆動量ｍｖ２を定める。すなわち、回転ダイヤル３１からの１パルス当りの回転量である駆動量ｍｖ２を、交換レンズＡであれば５５回転、交換レンズＢであれば８５回転、交換レンズＣであれば１００回転と定める。このように駆動量ｍｖ２を定めれば、ユーザにとって操作性の良いパワーフォーカスとなる。
【００５１】
次に併用モードについて説明する。図８は、ＡＦ動作後にパワーフォーカスを実行する場合のフロー図である。フローはオートフォーカスによる焦点調整が終了した時点で開始される。
【００５２】
オートフォーカスによる焦点調整が終了すると、カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ８０１でタイマー１３９に対してリセット信号を送信してタイマーｔを開始させる。そしてステップＳ８０２で、パルス入力が有るか否かを判断する。パルス入力がなければステップＳ８０３へ進み、予め定められたタイマーオフ時間ｔ１が経過したか否かを、タイマー１３９の計時時間を呼び出して判断する。まだ経過していなければ再びステップＳ８０２へ戻る。つまり、タイマーオフ時間ｔ１までの間パルス入力を待機する。タイマーオフ時間ｔ１が経過したらそのまま一連の処理を終了する。
【００５３】
カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ８０２で、パルス入力を確認したら、ステップＳ８０４へ進み、速度モードフラグｆｇに１を代入する。そして、ステップＳ８０５へ進み、ユーザによる回転ダイヤル３１の操作が終わるのを待って、一連の処理を終了する。すなわち、図４のフローによれば、単位時間当たりのパルス数をカウントして速度モードフラグｆｇに１を代入するか２を代入するかを決定したが、併用モードにおけるパワーフォーカスでは、単位時間当たりのパルス数によらず、速度モードフラグｆｇを１とする。つまり、低速モードでフォーカスレンズモータを駆動する。併用モードにおいては、焦点調整は、すでにオートフォーカスによりほぼ完了しており、ユーザは微調整を行う程度である。したがって、フォーカスレンズ群を大きく移動させることを禁止して、被写体の焦点調整を厳密に行うことができる低速モードによりフォーカスレンズ群を移動させる方が、ユーザにとって操作感が良い。
【００５４】
次に、パワーフォーカスモードにおいて、焦点評価値ＦＥの算出結果を応用する応用例について説明する。図９は、焦点評価値ＦＥを用いた場合の低速モードと高速モードの切り替えに係るフロー図である。フローは、カメラシステム制御部１３０が、回転ダイヤル３１の非操作状態から１パルスを検出した時点で開始される。
【００５５】
カメラシステム制御部１３０は、回転ダイヤル３１から１パルスが送られてきたことを検出すると、ステップＳ９０１で焦点評価値ＦＥを焦点評価部１４０から取得する。なお、この焦点評価値ＦＥの測定対象となる被写体は、ユーザが手動操作で予め決定しているか、あるいはカメラが自動的に測定対象となる被写体を決定しているものとする。ユーザが手動操作で予め決定する手法としては、例えば、複数の焦点検出エリアの中からユーザの指定した焦点検出エリアに存在している被写体を測定被写体として決定する方法、あるいはタッチパネル画面を備えているカメラであれば、タッチパネル画面上に表示されている被写体に対して画面上でタッチ操作して決定する手法等が挙げられる。一方、カメラが自動決定する手法としては、例えば、周知の顔認識（顔検出）をして検出された被写体（顔）を測定対象被写体として決定する手法、あるいはカメラに対して最至近に存在する被写体を測定対象として決定する手法などが挙げられる。
【００５６】
そして、ステップＳ９０２で、予め定められた基準評価値ＦＥ１よりも大きいか否かを判断する。基準評価値ＦＥ１は、およそ合焦状態にあって、焦点調整を実行する場合でも微調整程度であると判断され得る閾値である。したがって、取得した焦点評価値ＦＥが基準評価値ＦＥ１よりも大きい場合は、ステップＳ９０３へ進み、速度モードフラグｆｇに１を代入する。
【００５７】
ステップＳ９０２で、取得した焦点評価値ＦＥが基準評価値ＦＥ１以下であると判断した場合は、カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ９０４へ進み、取得した焦点評価値ＦＥが基準評価値ＦＥ２よりも小さいか否かを判断する。基準評価値ＦＥ２は、基準評価値ＦＥ１より小さな値に設定されており、被写体像が大ぼけの状態であって、焦点調整を実行する場合には大きくフォーカスレンズ群を移動させる必要があると判断され得る閾値である。したがって、取得した焦点評価値ＦＥが基準評価値ＦＥ２よりも小さい場合は、ステップＳ９０５へ進み、速度モードフラグｆｇに２を代入する。
【００５８】
ステップＳ９０４で、取得した焦点評価値ＦＥが基準評価値ＦＥ２より大きいと判断した場合は、ステップＳ９０６へ進み、図４を用いて説明した通常の処理を実行する。そして、カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ９０７で、１パルスの入力に応じてフォーカスレンズモータを、低速モードでｍｖ１または高速モードでｍｖ２駆動したら、ステップＳ９０８へ進み、ユーザによる回転ダイヤル３１の操作が継続されているかを判断する。操作が継続されていれば、ステップＳ９０１へ戻って、再び一連の処理を実行する。すなわち、カメラシステム制御部１３０は、ｍｖ１またはｍｖ２の駆動量によりフォーカスレンズ群を移動させるごとに焦点評価値ＦＥを取得して、速度モードを再設定する。このように細かく評価値を取得することにより、厳密な焦点調整と、フォーカスレンズ群を高速に移動させることを、スムーズに実行し得る。
【００５９】
カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ９０８で、ユーザによる回転ダイヤル３１の操作が終了していると判断すれば、一連の処理を終える。以上のように処理することにより、被写体画像がぼけ状態であれば、単位時間当たりのパルス数が閾値ｐ０以下の場合であっても高速モードが設定され、また、被写体画像がほぼ合焦状態であれば、単位時間当たりのパルス数が閾値ｐ０より大きい場合であっても低速モードが設定されるので、いち早く合焦状態に到達することができる。
【００６０】
以上の実施形態においては、カメラシステム制御部１３０が、回転ダイヤル３１が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数ｐを取得し、このパルス数ｐが閾値ｐ０よりも大きいか否かを判断して、フォーカスレンズ群を光軸方向へ移動させるフォーカスレンズモータの１パルス当りの駆動量をｍｖ１とするかｍｖ２とするかを決定した。つまり、レンズ制御装置としての役割を、カメラ本体３０が備えるカメラシステム制御部１３０が担うものとして説明した。しかし、撮影レンズとしての交換レンズ２０が備えるレンズシステム制御部１２０がこの役割を担っても良い。この場合、カメラ本体３０が備える回転ダイヤル３１からのパルスは、カメラマウント１３１およびレンズマウント１２１を介してレンズシステム制御部１２０に引き渡される。なお、回転ダイヤル３１を交換レンズ２０側に備えるように構成しても構わない。
【００６１】
また、一眼レフカメラ１０を有線または無線によりＰＣ等のコンピュータと接続して遠隔操作する場合は、遠隔操作するコンピュータがレンズ制御装置としての役割を担うこともできる。また、上記の実施形態においては、一眼レフカメラ１０を例に説明したが、ミラーレス一眼カメラであっても、コンパクトカメラであっても、さらには、ビデオカメラであっても良い。近時の撮像装置は、動画撮影機能を備えることが多いが、パワーフォーカスは、動画撮影においても相性が良い。また、上記の実施形態においては、フォーカスレンズ群の移動を例に説明したが、同様に他の操作部材を利用してズームレンズ群を移動させる場合に適用しても良い。また、操作部材は回転ダイヤルに限らず、操作量を規定できる操作部材であれば、例えばスライドスイッチなどであっても良い。
【００６２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６３】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 一眼レフカメラ、１１ 光軸、１２ 被写体光束、２０ 交換レンズ、２１ フォーカスレンズ群、２２ 絞り、３０ カメラ本体、３１ 回転ダイヤル、３２ 決定ボタン、３３ 液晶表示部、３４ レリーズボタン、１２０ レンズシステム制御部、１２１ レンズマウント、１３０ カメラシステム制御部、１３１ カメラマウント、１３２ カメラメモリ、１３３ ワークメモリ、１３４ 表示制御部、１３５ 撮像素子、１３６ 画像処理部、１３７ 外部接続ＩＦ、１３８ 操作入力部、３０１ Ａ相パルス、３０２ Ｂ相パルス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ制御装置、撮影レンズ、撮像装置およびレンズ制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
フォーカスレンズをモータ駆動により移動させて被写体像を合焦させる場合に、ユーザによる操作部材の操作時間に応じて連続駆動する連続駆動モードと、一回の操作で決められた駆動量だけ駆動する微小駆動モードを有するレンズ制御装置が知られている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開平３−１６３４２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フォーカスレンズを駆動させる操作部材を専用に設けられるのであれば、フォーカスレンズ駆動に対する様々な要求を満たす操作部材を設けることができるが、近時のカメラは小型軽量化が一段と進み、できる限り操作部材を少なくしたいという要請がある。そこで、一つの操作部材が複数の機能に対する操作を受け付けることも少なくない。しかし、他の機能が割り当てられた操作部材にフォーカスレンズ駆動の機能を追加的に割り当てると、他の機能との兼ね合いからその操作仕様はおのずと制限的になる。そこで、汎用的な操作部材によるユーザからの指示入力であっても、フォーカスレンズ駆動に適した制御機構が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様におけるレンズ制御装置は、操作部材が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数を取得する取得部と、単位時間当たりのパルス数が、予め定められた閾値よりも小さい場合は、レンズを光軸方向へ移動させるアクチュエータの１パルス当たりの駆動量を第１駆動量とし、閾値以上の場合は、第１駆動量よりも大きい第２駆動量とするアクチュエータ制御部とを備える。
【０００５】
また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様における撮影レンズは、上記のレンズ制御装置を含む。
【０００６】
また、上記課題を解決するために、本発明の第３の態様における撮像装置は、上記のレンズ制御装置を含む。
【０００７】
また、上記課題を解決するために、本発明の第４の態様におけるレンズ制御プログラムは、操作部材が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数を取得する取得ステップと、パルス数が、予め定められた閾値よりも小さい場合は、レンズを光軸方向へ移動させるアクチュエータの１パルス当たりの駆動量を第１駆動量とし、閾値以上の場合は、第１駆動量よりも大きい第２駆動量とするアクチュエータ制御ステップとをコンピュータに実行させる。
【０００８】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る一眼レフカメラの背面斜視図である。
【図２】一眼レフカメラのシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】回転ダイヤルの操作によって発生するパルスの説明図である。
【図４】低速モードと高速モードの切り替えに係るフロー図である。
【図５】パワーフォーカスにおけるフォーカスレンズ駆動のフロー図である。
【図６】焦点深度を説明する説明図である。
【図７】異なる交換レンズに対する高速モードの適用を説明する説明図である。
【図８】ＡＦ動作後にパワーフォーカスを実行する場合のフロー図である。
【図９】焦点評価値を用いた場合の低速モードと高速モードの切り替えに係るフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る一眼レフカメラ１０の背面斜視図である。一眼レフカメラ１０は、カメラ本体３０に交換レンズ２０が装着されて構成される。カメラ本体３０には、焦点距離、開放Ｆ値等の異なる複数の交換レンズ２０が交換可能に装着される。
【００１２】
交換レンズ２０は、そのレンズ鏡筒内に、透過する被写体光束の焦点を調整するフォーカスレンズ群が設けられている。フォーカスレンズ群は、光軸方向に沿って移動することにより撮像素子受光面における焦点を調整する。フォーカスレンズ群は、同じくレンズ鏡筒内に設けられたフォーカスレンズモータの駆動により移動される。
【００１３】
カメラ本体３０の背面には、回転ダイヤル３１が設けられている。回転ダイヤル３１は、交換レンズ２０の光軸と平行な回転軸周りに、時計回りおよび反時計回りに回転することができ、ユーザによる操作部材としての役割を担う。回転ダイヤル３１は、一定角度回転されるごとにクリック感が得られるように構成されており、ユーザは、この１クリックに対して１つの入力パルスをカメラ本体３０へ与えることができる。本実施形態においては、４５°間隔でクリック感が得られるように構成されており、したがって、ユーザは、回転ダイヤル３１を１回転させると８つの入力パルスをカメラ本体３０へ与えることができる。
【００１４】
回転ダイヤル３１の中心部には決定ボタン３２が設けられており、ユーザは決定ボタン３２を押下げることにより、選択したメニュー項目等をカメラ本体３０に設定、実行させる。また、カメラ本体３０の背面部には液晶表示部３３が設けられている。液晶表示部３３には、撮影された画像データの画像表示の他、一眼レフカメラ１０の各種設定に関する様々な設定情報、メニュー項目等も表示される。したがって、ユーザは、回転ダイヤル３１、決定ボタン３２および他の操作部材を操作することにより、液晶表示部３３に画像データ、メニュー項目等を順次表示させて視認しながら、特定の項目を選択、実行する指示をカメラ本体３０に与えることができる。
【００１５】
ユーザがカメラ本体３０を右手で把持したときに人差し指が掛かる位置には、レリーズボタン３４が配置されている。レリーズボタン３４は、押下げ方向に２段階に検知できる押しボタンで構成されており、１段階目の押下げであるＳＷ１の検知により撮影準備動作であるＡＦ、ＡＥ等を実行し、２段階目の押下げであるＳＷ２の検知により撮像素子による本撮影画像としての被写体画像の取得動作を実行する。
【００１６】
ここで、フォーカスレンズ群の移動による焦点調整の概略について説明する。焦点調整のモードとしては、オートフォーカスモード、パワーフォーカスモードおよびこれらを併用する併用モードが用意されている。ユーザは、撮影に先立ち、メニュー選択によりいずれかの焦点調整モードを選択して設定しておく。
【００１７】
オートフォーカスモードは、カメラ本体３０がレリーズボタン３４のＳＷ１を検知したときに、例えば公知のコントラスト検出方式により、フォーカスレンズモータを駆動して合焦状態となる位置までフォーカスレンズ群を自動的に移動する。より具体的には、フォーカスレンズ群を連続的に移動させつつ被写体画像を逐次取得して、それぞれの画像から高周波成分の割合に対応する焦点評価値を算出し、焦点評価値が極大値となる位置へフォーカスレンズ群を移動させることによりオートフォーカスを実現する。ユーザは、液晶表示部３３に連続的に表示される被写体画像により、合焦過程を視認することができる。
【００１８】
パワーフォーカスモードは、カメラ本体３０がユーザによる回転ダイヤル３１の回転操作を検出し、その回転量に応じてフォーカスレンズモータを駆動することにより、フォーカスレンズ群を移動させる。例えば、ユーザが回転ダイヤル３１を時計回りに回転させると、フォーカスレンズ群は至近端側から無限端側へ移動し、逆に、反時計回りに回転させると、無限端側から至近端側へ移動する。この間カメラ本体３０は連続的に被写体画像を取得しており、取得された被写体画像は、逐次液晶表示部３３に表示される。したがって、ユーザは、回転ダイヤル３１を操作しつつ合焦状態を液晶表示部３３の表示により確認することができる。もちろん、拡大表示機能を利用して特定の被写体領域を拡大させることにより、厳密な合焦作業を行うこともできる。また、連続的に取得される被写体画像を利用して焦点評価値を算出し、これを液晶表示部３３で視覚化することにより、ユーザによる合焦作業をアシストすることもできる。パワーフォーカスモードの具体的な制御については後述する。
【００１９】
併用モードは、オートフォーカスによる合焦動作後にパワーフォーカスによる微調整を許容するモードである。ユーザは、例えば、被写体である人物の鼻にオートフォーカスされたときに、回転ダイヤル３１を操作することにより目に合焦させるような微調整を行うことができる。
【００２０】
図２は、一眼レフカメラ１０のシステム構成を概略的に示すブロック図である。一眼レフカメラ１０のシステムは、交換レンズ２０とカメラ本体３０のそれぞれに対応して、レンズシステム制御部１２０を中心とするレンズ制御系と、カメラシステム制御部１３０を中心とするカメラ制御系により構成される。そして、レンズ制御系とカメラ制御系は、レンズマウント１２１とカメラマウント１３１によって接続される接続部を介して、相互に各種データ、制御信号の授受を行う。
【００２１】
カメラ制御系に含まれる画像処理部１３６は、カメラシステム制御部１３０からの指令に従って、撮像素子１３５で光電変換された撮像信号を画像データに処理する。本撮影画像において処理された画像データは、表示制御部１３４へ送られて、例えば撮影後の一定時間の間、液晶表示部３３に表示される。これに並行して、処理された画像データは、所定の画像フォーマットに加工され、外部接続ＩＦ１３７を介して外部メモリに記録される。
【００２２】
カメラメモリ１３２は、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性メモリであり、一眼レフカメラ１０を制御するプログラム、各種パラメータなどを記憶する役割を担う。ワークメモリ１３３は、例えばＲＡＭなどの高速アクセスできるメモリであり、処理中の画像データを一時的に保管する役割などを担う。
【００２３】
操作入力部１３８は、回転ダイヤル３１、決定ボタン、レリーズボタン３４等の操作部材が操作されたことを検出して、カメラシステム制御部１３０へ出力する。タイマー１３９は、カメラシステム制御部１３０によるプログラムの実行に関わる様々な計時を担い、カメラシステム制御部１３０からのリセット信号により計時を開始し、呼び出しに応じて経過時刻を引き渡す。タイマー１３９は、複数の計時を並行して実行できる。焦点評価部１４０は、取得される被写体画像の高周波成分の割合から焦点評価値ＦＥを算出する。焦点評価値ＦＥが高いほど被写体画像のコントラストが高いことを意味する。すなわち、よりピントが合っている状態を表す。逆に焦点評価値ＦＥが低い場合は、ぼけ画像であると判断される。
【００２４】
レンズシステム制御部１２０は、カメラシステム制御部１３０からの制御信号を受けて各種動作を実行する。レンズメモリ１２２は、レンズ固有の情報およびレンズシステム制御部１２０が実行するプログラム等を記憶している。モータ駆動回路１２３は、カメラシステム制御部１３０からの制御信号をレンズシステム制御部１２０が受け取って加工した駆動信号が入力されて、フォーカスレンズ群を移動させるアクチュエータとしてのフォーカスレンズモータを駆動する。
【００２５】
図３は、回転ダイヤル３１の操作によって発生するパルスの説明図である。回転ダイヤル３１は、回転部材と共に回転する金属ブラシと、固定された接点パターンとの接触、非接触によりオンオフが検出される。このような金属ブラシと接点パターンがＡ相、Ｂ相として２組用意されている。
【００２６】
図示するように、Ａ相とＢ相は１／４波長分ずれて設定されている。すなわち回転に伴うオンオフのタイミングが相互にずれるように設定されている。これにより、回転ダイヤル３１が時計回りであるＣＷ方向に回転されたときには、Ａ相パルス３０１に連続してＢ相パルス３０２が検出され、若干遅れて再びＡ相パルス３０１が検出されることになる。逆に回転ダイヤル３１が反時計回りであるＣＣＷ方向に回転されたときには、Ｂ相パルス３０２に連続してＡ相パルス３０１が検出され、若干遅れて再びＢ相パルス３０２が検出されることになる。したがって、カメラシステム制御部１３０は、操作入力部１３８から受け取るこのような検出パルスのタイミングパターンと回数から、回転方向と入力パルス数を判断する。
【００２７】
なお、入力パルス数は、Ａ相パルス３０１とＢ相パルス３０２がそれぞれ１回検出されたときに１パルスとカウントする。また、上述のように、回転ダイヤル３１は１回転させると８つの入力パルスを発生させるので、Ａ相、Ｂ相の接点パターンも４５°間隔で形成されている。
【００２８】
次にパワーフォーカスモードの詳細について説明する。本実施形態に係るパワーフォーカスモードは、回転ダイヤル３１が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数が、予め定められた閾値ｐ０よりも大きいか小さいかにより、１パルス当りのフォーカスレンズモータの駆動量を変更する。より具体的には、１クリック当りのフォーカスレンズの移動量を、回転ダイヤル３１が速く回されたときには大きく、ゆっくり回されたときには小さくする。つまり、カメラシステム制御部１３０は、回転ダイヤル３１が回される速さを検出して、フォーカスレンズモータの駆動を低速モードと高速モードとに切り替える。
【００２９】
図４は、低速モードと高速モードの切り替えに係るフロー図である。フローは、カメラシステム制御部１３０が、回転ダイヤル３１の非操作状態から１パルスを検出した時点で開始される。
【００３０】
カメラシステム制御部１３０は、回転ダイヤル３１から１パルスが送られてきたことを検出すると、ステップＳ４０１で、速度モードフラグｆｇに１を代入する。速度モードフラグｆｇが１であることは、フォーカスレンズモータの駆動モードとして低速モードが選択されていることを示す。
【００３１】
続いてカメラシステム制御部１３０は、ステップＳ４０２で入力パルスカウンタｐに１を代入し、ステップＳ４０３でタイマー１３９に対してリセット信号を送信してタイマーｔを開始させる。そして、ステップＳ４０４で、カメラシステム制御部１３０は、続けてパルス入力が有るか否かを判断する。パルス入力が有ればステップＳ４０５へ進み、カメラシステム制御部１３０は、入力パルスカウンタｐをインクリメントする。これをタイマーｔが単位時間ｔ０に到達するまで繰り返す（ステップＳ４０６）。単位時間ｔ０は、例えば５０ｍｓｅｃ程度に設定される。
【００３２】
ステップＳ４０６で単位時間ｔ０に到達すると、ステップＳ４０７へ進み、カメラシステム制御部１３０は、入力パルスカウンタｐが閾値ｐ０を超えているか否かを判断する。閾値ｐ０は、例えば３パルス程度に設定される。閾値ｐ０を超えている場合は、ステップＳ４０８へ進み、速度モードフラグｆｇに２を代入する。速度モードフラグｆｇが２であることは、フォーカスレンズモータの駆動モードとして高速モードが選択されていることを示す。入力パルスカウンタｐが閾値ｐ０以下である場合は、ステップＳ４０９へ進み、速度モードフラグｆｇに１を代入する。もともと速度モードフラグｆｇが１であればそのまま１の値を維持する。
【００３３】
そして、カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ４１０へ進み、さらにパルス入力が有るか否かにより、継続して回転ダイヤル３１が操作されているか否かを判断する。操作されていると判断した場合には、再びステップＳ４０２へ戻り、一連の動作を繰り返す。操作が終了していると判断した場合には、一連のフローを終わらせる。
【００３４】
続いて、このようにして切り替えられたフォーカスレンズモータの駆動モードにより、どのようにフォーカスレンズ群が移動されるかについて説明する。図５は、パワーフォーカスにおけるフォーカスレンズ駆動のフロー図である。
【００３５】
パワーフォーカスモードでは、回転ダイヤル３１の操作に伴ってフォーカスレンズ群がフォーカスレンズモータによって駆動されるので、フローは、カメラシステム制御部１３０が、回転ダイヤル３１の非操作状態から１パルスを検出した時点で開始される。つまり、図４のフローと同時に並行して開始される。
【００３６】
カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ５０１で現在の速度モードフラグｆｇが１であるか否かを確認する。図４のフローではステップＳ４０１で速度モードフラグｆｇのデフォルト値として１が代入されたが、ステップＳ５０１の確認は、タイミング的にはステップＳ４０１より若干遅延して行われる。速度モードフラグｆｇが１であれば、フォーカスレンズモータの駆動モードとして低速モードが選択されていると判断され、ステップＳ５０２で、カメラシステム制御部１３０は、フォーカスレンズ群を低速モードで移動させる。
【００３７】
低速モードでは、カメラシステム制御部１３０は、１パルスの入力に対して予め定められる駆動量であるｍｖ１に対応する制御信号をレンズシステム制御部１２０へ送る。レンズシステム制御部１２０は、カメラシステム制御部１３０から制御信号を受け取ると、レンズメモリ１２２に記憶されているフォーカスレンズモータの特性等を読み出して、ｍｖ１に相当する駆動信号を生成する。そして、モータ駆動回路１２３は、レンズシステム制御部１２０により生成された駆動信号を受けて、ｍｖ１だけフォーカスレンズモータを駆動する。フォーカスレンズ群は、フォーカスレンズモータの駆動量ｍｖ１に応じて、光軸方向に移動する。なお、移動の方向は、回転ダイヤル３１の回転方向により、無限端側から至近端側または至近端側から無限端側に決定される。
【００３８】
交換レンズ２０には、そのレンズ特性等に応じてさまざまなタイプのフォーカスレンズモータが採用されている。例えばＤＣモータが採用されている場合には、フォーカスレンズ群の駆動量としてｍｖ１に相当する回転量、回転角がレンズシステム制御部１２０により算出される。このとき、フォーカスレンズモータのタイプ、出力減速比などは、レンズメモリ１２２にフォーカスレンズモータの特性として記憶されている。
【００３９】
ステップＳ５０１で、速度モードフラグｆｇが１でなければ２と判断し、フォーカスレンズモータの駆動モードとして高速モードが選択されていると判断する。そして、ステップＳ５０３で、カメラ制御システム１３０は、フォーカスレンズ群を高速モードで移動させる。
【００４０】
高速モードでは、カメラシステム制御部１３０は、１パルスの入力に対して予め定められる駆動量であるｍｖ２に対応する制御信号をレンズシステム制御部１２０へ送る。ｍｖ２はｍｖ１より大きい値に設定されており、例えば定数倍として３倍程度が設定される。レンズシステム制御部１２０は、カメラシステム制御部１３０から制御信号を受け取ると、レンズメモリ１２２に記憶されているフォーカスレンズモータの特性等を読み出して、ｍｖ２に相当する駆動信号を生成する。そして、モータ駆動回路１２３は、レンズシステム制御部１２０により生成された駆動信号を受けて、ｍｖ２だけフォーカスレンズモータを駆動する。
【００４１】
１パルスの入力に応じてフォーカスレンズモータを、低速モードでｍｖ１または高速モードでｍｖ２駆動したら、カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ５０４で、さらにパルス入力が有るか否かにより、継続して回転ダイヤル３１が操作されているか否かを判断する。操作されていると判断した場合には、再びステップＳ５０１へ戻り、一連の動作を繰り返す。このとき、図４のフローで示した低速モードと高速モードの切り替えは並行して実行されているので、その結果に応じてステップＳ５０１の判断が逐次変更される。ステップＳ５０４で、操作が終了していると判断した場合には、一連の処理を終える。
【００４２】
駆動量ｍｖ１は、予め定められた固定値でも良いし、交換レンズの特性、撮影状況等に応じて動的に変更しても良い。ただし、パワーフォーカスにより被写体像を合焦させるには、駆動量ｍｖ１によるフォーカスレンズ群の移動量が焦点深度の幅以下でなければならない。駆動量ｍｖ１によるフォーカスレンズ群の移動量が焦点深度の幅を超えてしまうと、合焦と評価される位置にフォーカスレンズ群を静止させることができない場合が生じるからである。図６は、焦点深度を説明する説明図である。
【００４３】
フォーカスレンズ群２１を光軸１１に沿って透過する被写体光束１２は、絞り２２で制限されて、受光面近傍で結像する。このとき、光軸に垂直な平面で被写体光束を切断したときの円が許容錯乱円δよりも小さければ、その平面における被写体像は合焦状態であると評価できる。すなわち、許容錯乱円δにより光軸方向に沿って規定される焦点深度ＤＯＦの間に撮像素子１３５の受光面が存在すれば、被写体像は合焦状態と評価できる。
【００４４】
図示するように、焦点深度ＤＯＦは交換レンズの焦点距離、絞り値、被写体までの距離によって変動する。具体的には、焦点深度ＤＯＦは、絞り値が大きいほど大きくなり、焦点距離が長いほど小さくなり、被写体が近くにあるほど小さくなる。合焦動作を絞り開放で行うのであれば、交換レンズの開放Ｆ値によっても左右される。
【００４５】
そこで、駆動量ｍｖ１は、その交換レンズ２０において最も小さくなる場合の焦点深度ＤＯＦ０を基準として、フォーカスレンズ群の駆動ピッチがこのＤＯＦ０以下となるように設定すると良い。もしくは、上述のように変動する焦点深度ＤＯＦの大きさに合わせて駆動量ｍｖ１を動的に変更しても良い。
【００４６】
低速モードは被写体の焦点調整を厳密に行うことを目的としたモードであるので、上述のように焦点深度ＤＯＦに基づいて駆動量ｍｖ１が決定されることが望ましかった。一方で、高速モードは、勢いよく回転ダイヤル３１を回転させるユーザの意図を鑑みて、少しの操作量でフォーカスレンズ群を大きく移動させることを目的としたモードである。そこで、高速モードに好ましい駆動量ｍｖ２の定め方について説明する。
【００４７】
図７は、異なる交換レンズ２０に対する高速モードの適用を説明する説明図である。上述のように、ユーザは、撮影意図に応じてカメラ本体３０に異なる交換レンズ２０を装着することができる。交換レンズ２０は、それぞれが焦点距離、開放Ｆ値、最短撮影距離などの特性において異なり、さらには、最短撮影距離の被写体に合焦させる至近端から無限遠の被写体に合焦させる無限端までのフォーカスレンズ群の移動量もそれぞれで異なる。
【００４８】
例えば、図示するように無限端から至近端へフォーカスレンズ群を移動させようとした場合、交換レンズＡのフォーカスレンズモータであれば１３２０回転で到達し、交換レンズＢであれば２０４０回転で到達し、交換レンズＣであれば２４００回転で到達する。しかしながら、駆動量ｍｖ２が交換レンズに依らず一定であれば、無限端から至近端へ至る操作量が交換レンズごとにまちまちとなる。このような操作感はユーザにとっては好ましくない。
【００４９】
そこで、いずれの交換レンズ２０が装着された場合であっても、無限端から至近端までフォーカスレンズ群を移動させる回転ダイヤル３１の操作量が一定となるように駆動量ｍｖ２を調整する。例えば、ユーザは回転ダイヤル３１を３回転させれば、いずれの交換レンズが装着されている場合でも、無限端から至近端までフォーカスレンズ群を移動させることができる。
【００５０】
具体的には、レンズシステム制御部１２０は、レンズメモリ１２２から無限端から至近端へ至るフォーカスレンズモータの回転量を取得して、３回転に相当するパルス数である２４パルスで除することにより駆動量ｍｖ２を定める。すなわち、回転ダイヤル３１からの１パルス当りの回転量である駆動量ｍｖ２を、交換レンズＡであれば５５回転、交換レンズＢであれば８５回転、交換レンズＣであれば１００回転と定める。このように駆動量ｍｖ２を定めれば、ユーザにとって操作性の良いパワーフォーカスとなる。
【００５１】
次に併用モードについて説明する。図８は、ＡＦ動作後にパワーフォーカスを実行する場合のフロー図である。フローはオートフォーカスによる焦点調整が終了した時点で開始される。
【００５２】
オートフォーカスによる焦点調整が終了すると、カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ８０１でタイマー１３９に対してリセット信号を送信してタイマーｔを開始させる。そしてステップＳ８０２で、パルス入力が有るか否かを判断する。パルス入力がなければステップＳ８０３へ進み、予め定められたタイマーオフ時間ｔ１が経過したか否かを、タイマー１３９の計時時間を呼び出して判断する。まだ経過していなければ再びステップＳ８０２へ戻る。つまり、タイマーオフ時間ｔ１までの間パルス入力を待機する。タイマーオフ時間ｔ１が経過したらそのまま一連の処理を終了する。
【００５３】
カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ８０２で、パルス入力を確認したら、ステップＳ８０４へ進み、速度モードフラグｆｇに１を代入する。そして、ステップＳ８０５へ進み、ユーザによる回転ダイヤル３１の操作が終わるのを待って、一連の処理を終了する。すなわち、図４のフローによれば、単位時間当たりのパルス数をカウントして速度モードフラグｆｇに１を代入するか２を代入するかを決定したが、併用モードにおけるパワーフォーカスでは、単位時間当たりのパルス数によらず、速度モードフラグｆｇを１とする。つまり、低速モードでフォーカスレンズモータを駆動する。併用モードにおいては、焦点調整は、すでにオートフォーカスによりほぼ完了しており、ユーザは微調整を行う程度である。したがって、フォーカスレンズ群を大きく移動させることを禁止して、被写体の焦点調整を厳密に行うことができる低速モードによりフォーカスレンズ群を移動させる方が、ユーザにとって操作感が良い。
【００５４】
次に、パワーフォーカスモードにおいて、焦点評価値ＦＥの算出結果を応用する応用例について説明する。図９は、焦点評価値ＦＥを用いた場合の低速モードと高速モードの切り替えに係るフロー図である。フローは、カメラシステム制御部１３０が、回転ダイヤル３１の非操作状態から１パルスを検出した時点で開始される。
【００５５】
カメラシステム制御部１３０は、回転ダイヤル３１から１パルスが送られてきたことを検出すると、ステップＳ９０１で焦点評価値ＦＥを焦点評価部１４０から取得する。なお、この焦点評価値ＦＥの測定対象となる被写体は、ユーザが手動操作で予め決定しているか、あるいはカメラが自動的に測定対象となる被写体を決定しているものとする。ユーザが手動操作で予め決定する手法としては、例えば、複数の焦点検出エリアの中からユーザの指定した焦点検出エリアに存在している被写体を測定被写体として決定する方法、あるいはタッチパネル画面を備えているカメラであれば、タッチパネル画面上に表示されている被写体に対して画面上でタッチ操作して決定する手法等が挙げられる。一方、カメラが自動決定する手法としては、例えば、周知の顔認識（顔検出）をして検出された被写体（顔）を測定対象被写体として決定する手法、あるいはカメラに対して最至近に存在する被写体を測定対象として決定する手法などが挙げられる。
【００５６】
そして、ステップＳ９０２で、予め定められた基準評価値ＦＥ１よりも大きいか否かを判断する。基準評価値ＦＥ１は、およそ合焦状態にあって、焦点調整を実行する場合でも微調整程度であると判断され得る閾値である。したがって、取得した焦点評価値ＦＥが基準評価値ＦＥ１よりも大きい場合は、ステップＳ９０３へ進み、速度モードフラグｆｇに１を代入する。
【００５７】
ステップＳ９０２で、取得した焦点評価値ＦＥが基準評価値ＦＥ１以下であると判断した場合は、カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ９０４へ進み、取得した焦点評価値ＦＥが基準評価値ＦＥ２よりも小さいか否かを判断する。基準評価値ＦＥ２は、基準評価値ＦＥ１より小さな値に設定されており、被写体像が大ぼけの状態であって、焦点調整を実行する場合には大きくフォーカスレンズ群を移動させる必要があると判断され得る閾値である。したがって、取得した焦点評価値ＦＥが基準評価値ＦＥ２よりも小さい場合は、ステップＳ９０５へ進み、速度モードフラグｆｇに２を代入する。
【００５８】
ステップＳ９０４で、取得した焦点評価値ＦＥが基準評価値ＦＥ２より大きいと判断した場合は、ステップＳ９０６へ進み、図４を用いて説明した通常の処理を実行する。そして、カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ９０７で、１パルスの入力に応じてフォーカスレンズモータを、低速モードでｍｖ１または高速モードでｍｖ２駆動したら、ステップＳ９０８へ進み、ユーザによる回転ダイヤル３１の操作が継続されているかを判断する。操作が継続されていれば、ステップＳ９０１へ戻って、再び一連の処理を実行する。すなわち、カメラシステム制御部１３０は、ｍｖ１またはｍｖ２の駆動量によりフォーカスレンズ群を移動させるごとに焦点評価値ＦＥを取得して、速度モードを再設定する。このように細かく評価値を取得することにより、厳密な焦点調整と、フォーカスレンズ群を高速に移動させることを、スムーズに実行し得る。
【００５９】
カメラシステム制御部１３０は、ステップＳ９０８で、ユーザによる回転ダイヤル３１の操作が終了していると判断すれば、一連の処理を終える。以上のように処理することにより、被写体画像がぼけ状態であれば、単位時間当たりのパルス数が閾値ｐ０以下の場合であっても高速モードが設定され、また、被写体画像がほぼ合焦状態であれば、単位時間当たりのパルス数が閾値ｐ０より大きい場合であっても低速モードが設定されるので、いち早く合焦状態に到達することができる。
【００６０】
以上の実施形態においては、カメラシステム制御部１３０が、回転ダイヤル３１が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数ｐを取得し、このパルス数ｐが閾値ｐ０よりも大きいか否かを判断して、フォーカスレンズ群を光軸方向へ移動させるフォーカスレンズモータの１パルス当りの駆動量をｍｖ１とするかｍｖ２とするかを決定した。つまり、レンズ制御装置としての役割を、カメラ本体３０が備えるカメラシステム制御部１３０が担うものとして説明した。しかし、撮影レンズとしての交換レンズ２０が備えるレンズシステム制御部１２０がこの役割を担っても良い。この場合、カメラ本体３０が備える回転ダイヤル３１からのパルスは、カメラマウント１３１およびレンズマウント１２１を介してレンズシステム制御部１２０に引き渡される。なお、回転ダイヤル３１を交換レンズ２０側に備えるように構成しても構わない。
【００６１】
また、一眼レフカメラ１０を有線または無線によりＰＣ等のコンピュータと接続して遠隔操作する場合は、遠隔操作するコンピュータがレンズ制御装置としての役割を担うこともできる。また、上記の実施形態においては、一眼レフカメラ１０を例に説明したが、ミラーレス一眼カメラであっても、コンパクトカメラであっても、さらには、ビデオカメラであっても良い。近時の撮像装置は、動画撮影機能を備えることが多いが、パワーフォーカスは、動画撮影においても相性が良い。また、上記の実施形態においては、フォーカスレンズ群の移動を例に説明したが、同様に他の操作部材を利用してズームレンズ群を移動させる場合に適用しても良い。また、操作部材は回転ダイヤルに限らず、操作量を規定できる操作部材であれば、例えばスライドスイッチなどであっても良い。
【００６２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６３】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 一眼レフカメラ、１１ 光軸、１２ 被写体光束、２０ 交換レンズ、２１ フォーカスレンズ群、２２ 絞り、３０ カメラ本体、３１ 回転ダイヤル、３２ 決定ボタン、３３ 液晶表示部、３４ レリーズボタン、１２０ レンズシステム制御部、１２１ レンズマウント、１３０ カメラシステム制御部、１３１ カメラマウント、１３２ カメラメモリ、１３３ ワークメモリ、１３４ 表示制御部、１３５ 撮像素子、１３６ 画像処理部、１３７ 外部接続ＩＦ、１３８ 操作入力部、３０１ Ａ相パルス、３０２ Ｂ相パルス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部材が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数を取得する取得部と、
前記単位時間当たりのパルス数が、予め定められた閾値よりも小さい場合は、レンズを光軸方向へ移動させるアクチュエータの１パルス当たりの駆動量を第１駆動量とし、前記閾値以上の場合は、前記第１駆動量よりも大きい第２駆動量とするアクチュエータ制御部と
を備えるレンズ制御装置。
【請求項２】
前記レンズはフォーカスレンズである請求項１に記載のレンズ制御装置。
【請求項３】
前記アクチュエータ制御部は、前記第１駆動量を焦点深度に基づいて定める請求項２に記載のレンズ制御装置。
【請求項４】
前記アクチュエータ制御部は、前記第２駆動量を前記第１駆動量の定数倍として定める請求項２または３に記載のレンズ制御装置。
【請求項５】
前記アクチュエータ制御部は、前記第２駆動量として、異なる複数の撮影レンズのそれぞれにおける前記フォーカスレンズの至近端から無限端までの駆動量を、予め定められたパルス数で除した値として定める請求項２から４のいずれか１項に記載のレンズ制御装置。
【請求項６】
前記アクチュエータ制御部は、自動焦点調整により前記フォーカスレンズを移動した後に連続して前記操作部材の操作により前記フォーカスレンズを移動するときは、前記単位時間当たりのパルス数によらず前記第１駆動量とする請求項２から５のいずれか１項に記載のレンズ制御装置。
【請求項７】
前記アクチュエータ制御部は、予め定められた被写体領域の焦点評価値を取得して、前記焦点評価値が予め定められた条件を満たす場合には、前記単位時間当たりのパルス数に関わらず前記第１駆動量と前記第２駆動量を切り替える請求項２から６のいずれか１項に記載のレンズ制御装置。
【請求項８】
前記アクチュエータ制御部は、前記フォーカスレンズを前記第１駆動量または前記第２駆動量により移動させるごとに前記焦点評価値を取得する請求項７に記載のレンズ制御装置。
【請求項９】
前記アクチュエータ制御部は、前記焦点評価値が予め定められた評価値よりも小さいときは、前記単位時間当たりのパルス数が前記閾値よりも小さい場合であっても前記駆動量を前記第２駆動量とする請求項７または８に記載のレンズ制御装置。
【請求項１０】
前記アクチュエータ制御部は、前記焦点評価値が予め定められた評価値よりも大きいときは、前記単位時間当たりのパルス数が前記閾値以上の場合であっても前記駆動量を前記第１駆動量とする請求項７から９のいずれか１項に記載のレンズ制御装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のレンズ制御装置を含む撮影レンズ。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のレンズ制御装置を含む撮像装置。
【請求項１３】
操作部材が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数を取得する取得ステップと、
前記パルス数が、予め定められた閾値よりも小さい場合は、レンズを光軸方向へ移動させるアクチュエータの１パルス当たりの駆動量を第１駆動量とし、前記閾値以上の場合は、前記第１駆動量よりも大きい第２駆動量とするアクチュエータ制御ステップと
をコンピュータに実行させるレンズ制御プログラム。
【請求項１】
操作部材が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数を取得する取得部と、
前記単位時間当たりのパルス数が、予め定められた閾値よりも小さい場合は、レンズを光軸方向へ移動させるアクチュエータの１パルス当たりの駆動量を第１駆動量とし、前記閾値以上の場合は、前記第１駆動量よりも大きい第２駆動量とするアクチュエータ制御部と
を備えるレンズ制御装置。
【請求項２】
前記レンズはフォーカスレンズである請求項１に記載のレンズ制御装置。
【請求項３】
前記アクチュエータ制御部は、前記第１駆動量を焦点深度に基づいて定める請求項２に記載のレンズ制御装置。
【請求項４】
前記アクチュエータ制御部は、前記第２駆動量を前記第１駆動量の定数倍として定める請求項２または３に記載のレンズ制御装置。
【請求項５】
前記アクチュエータ制御部は、前記第２駆動量として、異なる複数の撮影レンズのそれぞれにおける前記フォーカスレンズの至近端から無限端までの駆動量を、予め定められたパルス数で除した値として定める請求項２から４のいずれか１項に記載のレンズ制御装置。
【請求項６】
前記アクチュエータ制御部は、自動焦点調整により前記フォーカスレンズを移動した後に連続して前記操作部材の操作により前記フォーカスレンズを移動するときは、前記単位時間当たりのパルス数によらず前記第１駆動量とする請求項２から５のいずれか１項に記載のレンズ制御装置。
【請求項７】
前記アクチュエータ制御部は、予め定められた被写体領域の焦点評価値を取得して、前記焦点評価値が予め定められた条件を満たす場合には、前記単位時間当たりのパルス数に関わらず前記第１駆動量と前記第２駆動量を切り替える請求項２から６のいずれか１項に記載のレンズ制御装置。
【請求項８】
前記アクチュエータ制御部は、前記フォーカスレンズを前記第１駆動量または前記第２駆動量により移動させるごとに前記焦点評価値を取得する請求項７に記載のレンズ制御装置。
【請求項９】
前記アクチュエータ制御部は、前記焦点評価値が予め定められた評価値よりも小さいときは、前記単位時間当たりのパルス数が前記閾値よりも小さい場合であっても前記駆動量を前記第２駆動量とする請求項７または８に記載のレンズ制御装置。
【請求項１０】
前記アクチュエータ制御部は、前記焦点評価値が予め定められた評価値よりも大きいときは、前記単位時間当たりのパルス数が前記閾値以上の場合であっても前記駆動量を前記第１駆動量とする請求項７から９のいずれか１項に記載のレンズ制御装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のレンズ制御装置を含む撮影レンズ。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のレンズ制御装置を含む撮像装置。
【請求項１３】
操作部材が操作されることにより出力される単位時間当たりのパルス数を取得する取得ステップと、
前記パルス数が、予め定められた閾値よりも小さい場合は、レンズを光軸方向へ移動させるアクチュエータの１パルス当たりの駆動量を第１駆動量とし、前記閾値以上の場合は、前記第１駆動量よりも大きい第２駆動量とするアクチュエータ制御ステップと
をコンピュータに実行させるレンズ制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−２４９６２（Ｐ２０１３−２４９６２Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５７６１０（Ｐ２０１１−１５７６１０）
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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