光学機器
【課題】通常の撮影距離で移動する被写体を撮影する時にもマクロ撮影をする時にもピントズレを緩和して撮影することを可能にした近接撮影が可能な光学機器を提供すること。
【解決手段】ＡＦレンズを含む撮像光学系と、該ＡＦレンズを駆動するＡＦレンズ駆動装置と、被写体の撮像位置と前記撮像光学系による前記被写体の結像位置との差に対応するデフォーカス量を検出する検出手段と、前記デフォーカス量を低減するように該ＡＦレンズ駆動装置の駆動制御を行う制御手段と、を有する光学機器において、前記制御手段は、前記撮像光学系の撮影倍率を検出し、該撮影倍率に応じて、前記デフォーカス量を低減するように、前記ＡＦレンズ駆動装置の制御方法を変更する。
【解決手段】ＡＦレンズを含む撮像光学系と、該ＡＦレンズを駆動するＡＦレンズ駆動装置と、被写体の撮像位置と前記撮像光学系による前記被写体の結像位置との差に対応するデフォーカス量を検出する検出手段と、前記デフォーカス量を低減するように該ＡＦレンズ駆動装置の駆動制御を行う制御手段と、を有する光学機器において、前記制御手段は、前記撮像光学系の撮影倍率を検出し、該撮影倍率に応じて、前記デフォーカス量を低減するように、前記ＡＦレンズ駆動装置の制御方法を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器に関し、特に撮影時の自動焦点調節制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のカメラは露出決定やピント合わせ等の撮影にとって重要な操作は全て自動化され、カメラ操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可能性は非常に低くなっている。また最近では、カメラに加わる手ブレによる像ぶれを防ぐ防振システムも研究されており、撮影者の撮影ミスを誘発する要因は殆ど無くなってきている。
【０００３】
しかしながら被写体に近接した状態での撮影時（以下、マクロ撮影と表現する）には、被写体の光軸方向の動きや、手振れ等に起因するカメラ自体の光軸方向におけるブレによって、所謂ピントズレの撮影になってしまう問題があった。
そこで上記不具合を解消するために、例えば、特許文献１では加速度センサの出力でピントズレ補正を行う事が開示されている。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された従来技術では、加速度センサ及びその処理回路を搭載する必要があるので、製造コストの増加や装置を搭載するスペースが必要となるため装置が大型化してしまうという課題があった。
【０００５】
そこで加速度センサが搭載されていない場合は、ピントズレを緩和する為に、マクロ撮影時の自動焦点（以下、ＡＦとする）を所謂コンティニュアスモードに設定し、ユーザが構図を決めている間も被写体の距離を測定し焦点調整をし続けて、所謂ピントズレ量を緩和することが考えられる。
【０００６】
本来、コンティニュアスモードは、移動する被写体に対するＡＦ調節方法である。特許文献２には、コンティニュアスモードによって、連続してデフォーカス量の検出とフォーカスレンズの駆動を交互に行い、また焦点位置の検出後から所定時間後の像面位置を予測することが開示されている。これにより、ユーザが構図を決めている間も被写体の距離を測定し続けてピントズレ量を緩和することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２２５４０５号公報
【特許文献２】特開２００１−０２１７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、マクロ撮影時はピント変動が多く、また、ピント変動の速度の変化やピント変動の方向の反転が多いため、コンティニュアスモードに設定しても、図８に示すように、被写体の位置に対して、実際のＡＦレンズの位置がずれてしまう。このように、従来のコンティニュアスモードでのＡＦ調節方法では、マクロ撮影時におけるピントズレを十分に抑制することが出来なかった。
そこで、本発明は、通常の撮影距離で移動する被写体を撮影する時にもマクロ撮影をする時にもピントズレを緩和して撮影することを可能にした光学機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る光学機器は、ＡＦレンズを含む撮像光学系と、
該ＡＦレンズを駆動するＡＦレンズ駆動装置と、
被写体の撮像位置と前記撮像光学系による前記被写体の結像位置との差に対応するデフォーカス量を検出する検出手段と、
前記デフォーカス量を低減するように該ＡＦレンズ駆動装置の駆動制御を行う制御手段と、を有する光学機器において、
前記制御手段は、前記撮像光学系の撮影倍率を検出し、該撮影倍率に応じて、前記デフォーカス量を低減するように、前記ＡＦレンズ駆動装置の制御方法を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通常の撮影距離で移動する被写体を撮影する時にもマクロ撮影をする時にもピントズレを緩和して撮影することが可能な光学機器を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の光学機器のブロック図
【図２】第１の実施形態における制御に関するフローチャート
【図３】サンプリング周期と予測誤差の関係の説明図
【図４】第１の実施形態の変形例
【図５】第２の実施形態における制御に関するフローチャート
【図６】本発明の実施形態における被写体位置と実際のＡＦレンズの位置との比較
【図７】第２の実施形態の変形例
【図８】従来の光学機器における被写体位置と実際のＡＦレンズの位置との比較
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光学機器のブロック図である。
【００１３】
（第１の実施形態）
以下、図１から図４を参照して、本発明の第１の実施形態による、ＡＦ調節装置の駆動制御方法について説明する。
【００１４】
本発明の実施形態に係る光学機器は、レンズ装置１０１、撮像装置２０１を有する。
レンズ装置１０１は、複数のレンズ１０２ａ，１０２ｂ及びＡＦレンズ１４０で構成された撮像光学系１０２、ＡＦレンズ駆動部１４１、および、レンズＣＰＵ１０６を有する。ＡＦレンズ駆動部１４１は、超音波モータやステッピングモータを駆動源として有し、ＡＦレンズ１４０を光軸Ｉ方向（図１中矢印Ａ方向）に駆動する。
【００１５】
レンズＣＰＵ１０６は、レンズ装置１０１の種々の制御を行う中央処理部である。レンズＣＰＵ１０６は、焦点距離検出部１６３が出力するパルス信号に基づいて焦点距離を演算したり、被写体距離検出部１６４が出力するパルス信号に基づいて被写体距離を演算したりする。また、レンズＣＰＵ１０６内にはＡＦレンズ制御部１０７が設けられている。
【００１６】
レンズＣＰＵ１０６は、レンズ装置１０１と該レンズ装置１０１に接続される撮像装置２０１との間に設けられたレンズ接点１９０を介して、撮像装置２０１内のカメラＣＰＵ２０９との間で通信が可能である。ＡＦレンズ電圧ドライバ１７２は、ＡＦレンズ駆動部１４１を駆動制御する電圧を発生する。
【００１７】
ＥＥＰＲＯＭ１６２は、レンズ装置１０１に関する種々の固有情報であるレンズデータや、被写体距離検出部１６４が出力するパルス信号を物理量に変換するための係数などを格納する不揮発性の記憶部である。
【００１８】
ズームエンコーダである焦点距離検出部１６３は、焦点距離を検出し、焦点距離に応じたパルス信号をＡＦレンズ制御部１０７に出力する。フォーカシングエンコーダである被写体距離検出部１６４は、被写体までの距離を検出する。また、被写体距離検出部１６４は、撮像光学系１０２の位置を検出し、その位置に応じたパルス信号をＡＦレンズ制御部１０７に出力する。
【００１９】
撮像装置２０１は、被写体からの光束を不図示のファインダに導くためのメインミラー２０２と、焦点検出ユニット２０４に導くためのサブミラー２０３と、撮像光学系１０２の結像面近傍に置かれた撮像素子２０５を備えている。
【００２０】
被写体の撮像位置（本実施形態における撮像素子２０４の撮像位置）と撮影動作を行うべき被写体の撮像光学系１０２による結像位置との差に対応するデフォーカス量は、撮像光学系１０２の光軸Ｉを挟んだ異なる２領域を通過する被写体光束から形成される２つの像の像ずれ量から計算される。具体的には公知技術であるが、これら２像の光束はハーフミラーとなっているメインミラー２０２を通過し、その後ろにあるサブミラー２０３によって反射され、不図示の焦点検出光学系によって焦点検出ユニット２０４に導かれる。焦点検出ユニット２０４は光電変換素子を有し、カメラＣＰＵ２０９はこれら２像の信号を光電変換素子より読み出して相関演算を施す事により像ずれ量を計算し、デフォーカス量を求める。
【００２１】
このようにして求めたデフォーカス量と被写体距離検出部１６４で検出された撮像光学系１０２の位置から、被写体の結像位置を求める事が出来る。
カメラＣＰＵ２０９は、カメラシステム全体の種々の制御を行う中央処理部である。カメラＣＰＵ２０９には、レリーズスイッチ２１０の情報が入力され、レリーズスイッチ２１０が半押し（以下、ＳＷ１＿ＯＮとする）、又は、全押し（以下、ＳＷ２＿ＯＮとする）されたことを検知することができる。
【００２２】
レリーズスイッチ２１０は、図示しないレリーズボタンの半押し動作を検出して、一連の撮像準備動作を開始させ、レリーズボタンの全押し動作を検出して、撮像動作を開始させるスイッチである。
【００２３】
レリーズスイッチ２１０が半押しされてＳＷ１＿ＯＮとなるのに同期して、カメラＣＰＵ２０９を介して焦点検出ユニット２０４からのデフォーカス情報及びＡＦレンズ１４０の駆動開始コマンドが、また、半押しＯＦＦに同期してＡＦレンズ駆動停止コマンドがレンズＣＰＵ１０６へ送られる。
【００２４】
図２は、本実施形態におけるＡＦ調節装置におけるＡＦレンズ１４０に関する動作の流れを示すフローチャートである。以下、図２に沿ってＡＦレンズ１４０のＡＦ調節に関する動作を説明する。なおこの時、ＡＦはコンティニュアスモードに設定されているものとする。
【００２５】
ステップ（以下、Ｓと記載する）１０１０では、レリーズスイッチ２１０が半押しされてＳＷ１＿ＯＮになると、Ｓ１０２０に進み、測光を行う。
【００２６】
そしてＳ１０３０において、レンズＣＰＵ１０６は、焦点距離に応じたパルス信号を焦点距離検出部１６３から読込む。焦点距離に応じたパルス信号は、撮影倍率βの演算に用いる。
【００２７】
次のＳ１０４０において、レンズＣＰＵ１０６は、撮影光学系１０２の位置に応じたパルス信号を被写体距離検出部１６４から読込む。
【００２８】
次のＳ１０５０では、焦点距離に応じたパルス信号と撮影光学系１０２の位置に応じたパルス信号とを基に、レンズＣＰＵ１０６は撮影倍率βの演算を行う。撮影倍率βの演算に使用される式は、光学系の構成により固有の式であり、この像倍率演算式に基づいて演算する。なお、撮影倍率βは、必ずしも所与の像倍率演算式によって演算する必要はなく、焦点距離と絶対距離のエンコーダポジションに対するテーブルデータとしてＥＥＰＲＯＭ１６２に予め記憶しておき、対応する撮影倍率βを読み出すようにしてもよい。
【００２９】
Ｓ１０６０では、撮影倍率βが０．２倍以上であるか否かを判断する。撮影倍率βが０．２倍以上である場合には、Ｓ１０７０へ進み、撮影倍率βが０．２未満の場合にはＳ１０８０へ進む。
【００３０】
Ｓ１０７０では、カメラＣＰＵ２０９のデフォーカス量演算周期及び焦点距離検出部１６３からの焦点距離に応じたパルス信号並びに被写体距離検出部１６４からの撮像光学系１０２の位置に応じたパルス信号を読み込む。さらに、レンズＣＰＵ１０６の撮影倍率演算周期であるサンプリング周波数Ｆをｆ１（例えば４０Ｈｚ）に設定する。
【００３１】
一方のＳ１０８０では、サンプリング周波数Ｆをｆ１よりも小さいｆ２（例えば１０Ｈｚ）に設定する。
【００３２】
ここで、撮影倍率βによってサンプリング周波数Ｆを変更する理由及びｆ１＞ｆ２とする理由について述べる。
【００３３】
被写体から撮像光学系１０２の不図示の主点までの距離をａ、撮像光学系１０２の不図示の主点から撮像光学系１０２の結像面までの距離（像面距離）をｂ、撮像光学系１０２の焦点距離をｆとすると、合焦状態にある時には以下の式が成り立つ。
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ
【００３４】
つまり、焦点距離ｆが一定の場合、被写体が撮像装置２０１から遠く（ａが大きい）、被写体が静止もしくはゆっくり移動していたり、手ブレのように撮像装置２０１がゆっくり動いたりしている時は、ａに対してａの変化量が小さいため、像面距離ｂはあまり大きく変化しない。従って、被写体が撮像装置２０１から遠い場合、すなわち、撮影倍率が小さい場合には、像面距離があまり大きく変化しないので、サンプリング周波数を小さくしても合焦精度に影響はない。
【００３５】
また、動いている被写体に適用される、公知の結像位置の予測方法を行う場合にも、サンプリング周波数が小さい方が良い。なぜならば、過去に得た複数の被写体の結像位置を通る１次直線から将来の結像位置を予測するが、被写体の結像位置を得た時間間隔が長い方、つまり、サンプリング周波数が小さい方が、将来の結像位置とのずれを小さくする事が出来るからである。図３を用いて説明する。
【００３６】
実際の被写体位置（図３中、実線）に対して、焦点検出ユニット２０４には被写体位置の検出誤差があるため、焦点検出ユニット２０４で検出した被写体位置は同図中、長破線で示したものとなる。
【００３７】
この検出された位置に基づいて、レリーズスイッチ２１０でＳＷ２＿ＯＮとなるタイミング（同図中、レリーズタイミングで示した破線）での結像位置を予測する。
【００３８】
この時、サンプリング周波数が小さい（同図中、「サンプリング長い」と表現）場合に予測した結像位置（同図中、破線で示したもの）の方は検出誤差が平均化されて、実際の被写体位置との誤差が小さい。
【００３９】
それに対して、サンプリング周波数が大きい（同図中、「サンプリング短い」と表現）場合に予測した結像位置（同図中、短破線で示したもの）の方は検出誤差が十分に平均化されないため、実際の被写体位置との誤差はサンプリング周波数が小さい場合よりも大きくなる。
【００４０】
よって、被写体が動体の場合に適用する、公知の結像位置の予測方法を行う場合には、サンプリング周波数が小さい方が良い。
【００４１】
ところが、被写体が撮像装置２０１に近い場合には、被写体がゆっくりと光軸方向に対して動いたり、手ブレで撮像装置２０１がゆっくり光軸方向に対して動いていたりする場合でも、被写体距離の変化に対して像面距離が非線形的に変動する。
【００４２】
また、図８に示したように、被写体が撮像装置２０１に近いマクロ撮影では被写体距離が短いため、ピント変動の頻度が多く、またピント変動の速度の変化やピント変動の方向の反転が多い。このため、コンティニュアスモードのサンプリング周波数が小さいと、ピント変動やその速度変化に対応出来ないため、被写体位置に対して、実際のＡＦレンズ１４０の位置がずれてしまう。その結果、ピントがズレてしまう。
【００４３】
よって、被写体が撮像装置２０１に近い場合、つまり撮影倍率が大きい場合には、サンプリング周波数を大きくする方がピントズレを緩和する事が出来る。
【００４４】
このことに基づき、本実施形態においては、撮影倍率βに応じてサンプリング周期を変更し、基準の撮影倍率よりも撮影倍率が大きい場合（所定値以上の場合）にサンプリング周波数を大きくする。
【００４５】
このように撮影倍率βに応じてサンプリング周波数を変更する事によって、通常の撮影距離で移動する被写体を撮影する時にもマクロ撮影をする時にもデフォーカス量を低減させて、ピントズレを緩和して撮影することが可能になる。
【００４６】
フローチャートの説明に戻る。
Ｓ１１００では、その時点でのＡＦレンズ１４０の位置で合焦状態にあるかどうかの判定を行う。合焦であればＳ１１１０に進み、合焦状態でなければＳ１２１０へと進む。
【００４７】
Ｓ１１１０に進んだ場合、Ｓ１１１０ではレリーズスイッチ２１０が全部押し込まれてＳＷ２＿ＯＮになったかどうかの判断を行う。レリーズスイッチ２１０がＳＷ２＿ＯＮの状態であればＳ１１２０へ進み、そうでなければＳ１０１０に戻る。
Ｓ１１２０では、メインミラー２０２をアップして撮像準備に入る。
Ｓ１１３０では、Ｓ１０２０の測光の結果を受けてレンズ装置１０１に設けられた不図示の絞りを動作させたり、撮像装置２０１に設けられたシャッタの開放を行ったりする、一連の撮像動作を行うが、公知であるので詳細な説明は省略する。
【００４８】
一方、Ｓ１１００にてＳ１２１０に進んだ場合、Ｓ１０７０もしくＳ１０８０で設定されたサンプリング周波数でカメラＣＰＵ２０９はこれら２像の信号を光電変換素子より読み出して相関演算を施す事により像ずれ量を計算し、デフォーカス量を求める。
Ｓ１２２０では、Ｓ１２１０で求められたデフォーカス量をもとに、Ｓ１０７０もしくＳ１０８０で設定されたサンプリング周波数でＡＦレンズ１４０を駆動するための追従制御演算を行う。
Ｓ１２３０では、Ｓ１２２０における追従制御演算結果を基にＡＦレンズ１４０を駆動するＡＦレンズ電圧ドライバ１７２へ演算結果の出力を行った後、Ｓ１０２０に戻る。この時、ＡＦレンズ１４０は所定量駆動されている。
【００４９】
なお、本実施形態では撮影倍率βが０．２を基準にサンプリング周波数Ｆをｆ１もしくｆ２に設定している、つまり撮影倍率βに応じてサンプリング周波数Ｆを２段階で設定しているが、これに限定する事はない。
【００５０】
図４（ａ）に示した例では、前述の場合は撮影倍率βがβ１（前述の説明ではβ１＝０．２）の時にサンプリング周波数Ｆをｆ１からｆ２、もしくはｆ２からｆ１に変更する。しかし、図４（ｂ）に示したように、撮影倍率がβ１（例えばβ１＝０．２）からβ２（例えばβ２＝０．５）の間は、撮影倍率の変化に応じて連続的にサンプリング周波数Ｆが変化するようにしても同様な効果が得られる事は言うまでもない。
【００５１】
（第２の実施形態）
以下、図５を参照して、本発明の第２の実施形態による、ＡＦ調節装置の駆動制御方法について説明する。
図５は、本実施形態におけるＡＦ調節装置におけるＡＦレンズ１４０に関する動作の流れを示すフローチャートである。以下、図５に沿ってＡＦレンズ１４０のＡＦ調節に関する動作の説明を行う。なおこの時、ＡＦは第１の実施形態と同様に、コンティニュアスモードに設定されているものとする。
【００５２】
Ｓ２０１０からＳ２０５０は、第１の実施形態で説明したＳ１０１０〜Ｓ１０５０に対応するので、その説明を省略する。
Ｓ２０６０では、撮影倍率βが０．２倍以上であるか否かの判断を行う。撮影倍率βが０．２倍以上である場合には、Ｓ２０７０へ進み、撮影倍率βが０．２未満の場合にはＳ２０８０へ進む。
Ｓ２０７０では、コンティニュアスモードにおける結像位置の予測制御をＯＦＦに設定する。
一方のＳ２０８０では、コンティニュアスモードにおける結像位置の予測制御をＯＮに設定する。
【００５３】
ここで、撮影倍率βによって像面装置の予測制御のＯＮ／ＯＦＦを変更する理由について述べる。
【００５４】
図８に示したように、マクロ撮影時は被写体距離の変動によるピント変動が多く、またピント変動の速度の変化やピントが変動する方向の反転が多いため、ＡＦレンズの駆動目標位置を実際の被写体距離に対して精度高く設定することは困難である場合がある。そのため、コンティニュアスモードの予測制御によってＡＦレンズの駆動目標位置を設定しても、撮影時のＡＦレンズの位置は被写体の合焦位置とは異なる可能性がある。
【００５５】
そこで、マクロ撮影時はコンティニュアスモードの予測制御を止め、後述するＳ２１１０のＳＷ２＿ＯＮ入力まで、測定された被写体距離に対応する位置にＡＦレンズを駆動する合焦動作を繰り返す事で、ピント変動に追従し、ピントズレを抑制する。
【００５６】
これに対して撮影倍率が小さい時、つまり被写体が撮像装置２０１から遠い場合は、第１の実施形態でも述べたように、手ブレのように撮像装置２０１がゆっくり光軸方向に動くことによる被写体距離の相対的な変化が小さい時は、像面距離ｂはあまり大きく変化しない。しかし、遠距離にある被写体が高速で移動している場合等のように、被写体距離ａの変化に起因する像面距離ｂの変化は、被写体距離が大きいためピントズレに影響のない範囲で予測しやすい。従って、撮影倍率が小さい時には、公知の結像位置の予測制御を実施した方がピントズレの抑制に効果的である。
【００５７】
よって、撮影倍率βに応じて結像位置の予測制御を適用するか否かを変更する事によって、通常の撮影距離で移動する被写体を撮影する時にもマクロ撮影をする時にもピントズレを緩和して撮影する事が可能になる。
【００５８】
フローチャートの説明に戻る。
Ｓ２１００からＳ２１３０及びＳ２２１０からＳ２２３０は、それぞれ第１の実施形態で説明したＳ１１００からＳ１１３０及びＳ１２１０からＳ１２３０に対応するので、その説明を省略する。
【００５９】
図６に、第１及び第２の実施形態で説明した制御方法を並行して適用した場合の、被写体位置と実際のＡＦレンズ１４０の位置との比較結果について示す。つまり図６に示す結果は、撮影倍率βが０．２以上の場合において、予測制御を行わず、サンプリング周波数ｆ１で検出した過去の被写体の結像位置に基づいてデフォーカス量を低減するように制御したものの結果である。
図６に示したように、サンプリング周波数をｆ１（４０Ｈｚ）に設定し、かつ、コンティニュアスモードの予測制御をしない場合には、被写体位置の変化に対して、実際のＡＦレンズ１４０の位置が追従していることがわかる。
これにより、マクロ撮影において従来よりもピントズレを緩和した撮影が可能になったことがわかる。一方、撮影倍率βが０．２より小さい通常の撮影においては、サンプリング周波数Ｆをｆ１よりも小さいｆ２として、予測制御を行うことが好ましい。
【００６０】
なお、第２の実施形態では撮影倍率βに応じてコンティニュアスモードの予測制御のＯＮ／ＯＦＦを切換えているが、これに限定することはない。
【００６１】
例えば図７に示したフローチャートを用いて第２の実施形態の変形例を説明する。
図７において、上記第２の実施形態と異なる点は、Ｓ２０６０での撮影倍率βの判定結果による処理である。
Ｓ２０６０において、撮影倍率βが０．２倍以上である場合には、Ｓ２３１０へ進み、撮影倍率βが０．２未満の場合にはＳ２３２０へ進む。
Ｓ２３１０では、コンティニュアスモードにおける結像位置の予測制御を第１予測制御方法に設定する。この第１予測制御方法とは、例えば公知である、過去に得た２点の被写体の結像位置から、検出点から所定時間経過後の結像位置を予測するものである。
【００６２】
一方のＳ２３２０では、コンティニュアスモードにおける結像位置の予測制御を第２制御方法に設定する。この第２予測制御方法とは、例えば公知である、過去に得た６点の被写体の結像位置から、検出点から所定時間経過後の結像位置を予測するものである。
【００６３】
撮影倍率βによって予測制御に用いる過去の結像位置の点数が異なる理由は以下の通りである。
マクロ撮影時においては、被写体距離が短いため、被写体の動きや手ぶれ等の影響により像面距離の変化が発生しやすいためピントずれになりやすい。また、結像位置の移動速度の変化や反転が短時間内に頻度多く発生するため、過去の多数の結像位置情報を用いて結像位置の予測を試みても、精度高く結像位置を予測することは困難である。そのため、現時点の結像位置の動作により関連があるＳＷ２＿ＯＮ直前の２点の結像位置を用いた予測制御を行うことにより、より予測精度の高い制御が可能となる。
【００６４】
これに対して撮影倍率が小さい時、つまり被写体が撮像装置２０１から遠い場合は、像面距離に影響を与えるような被写体距離の変化は、ある程度の長さを有する時間間隔の中で被写体の位置が光軸方向に大きく変動する場合に発生することが多いと考えられる。そのため、より多くの過去の被写体の結像位置のデータ数、例えば６点、を予測制御に用いる事によって、予測した結像位置と実際に合焦する結像位置との誤差を小さくすることが可能となる。これにより、ピントズレを抑制する。
【００６５】
つまり、撮影倍率βに応じて最適な予測方法を実施する事により、通常の撮影距離で移動する被写体を撮影する時にもマクロ撮影をする時にも、ピントズレを緩和して撮影することが可能になる。
【００６６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００６７】
例えば、上記の実施の各形態においては、レンズ交換式の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、レンズとカメラ一体型電子スチルカメラ等の他の光学機器にも適用可能である。
また、上記の実施形態においては撮像素子を用いて被写体を撮影する、所謂デジタル方式の撮像装置について説明したが、本発明はフィルムを用いて撮影する所謂銀塩方式の撮像装置にも適用可能である。
また撮影倍率βが０．２の時をマクロ撮影かどうかの判定値に用いているが、例えば撮影倍率β＝０．３や０．５を判定値としても、同様な効果が得られることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６８】
１０１：レンズ装置
１０２：撮像光学系
１０６：レンズＣＰＵ
１０７：ＡＦレンズ制御部
１４０：ＡＦレンズ
１４１：ＡＦレンズ駆動部
２０１：撮像装置
２０５：撮像素子
２０９：カメラＣＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器に関し、特に撮影時の自動焦点調節制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のカメラは露出決定やピント合わせ等の撮影にとって重要な操作は全て自動化され、カメラ操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可能性は非常に低くなっている。また最近では、カメラに加わる手ブレによる像ぶれを防ぐ防振システムも研究されており、撮影者の撮影ミスを誘発する要因は殆ど無くなってきている。
【０００３】
しかしながら被写体に近接した状態での撮影時（以下、マクロ撮影と表現する）には、被写体の光軸方向の動きや、手振れ等に起因するカメラ自体の光軸方向におけるブレによって、所謂ピントズレの撮影になってしまう問題があった。
そこで上記不具合を解消するために、例えば、特許文献１では加速度センサの出力でピントズレ補正を行う事が開示されている。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された従来技術では、加速度センサ及びその処理回路を搭載する必要があるので、製造コストの増加や装置を搭載するスペースが必要となるため装置が大型化してしまうという課題があった。
【０００５】
そこで加速度センサが搭載されていない場合は、ピントズレを緩和する為に、マクロ撮影時の自動焦点（以下、ＡＦとする）を所謂コンティニュアスモードに設定し、ユーザが構図を決めている間も被写体の距離を測定し焦点調整をし続けて、所謂ピントズレ量を緩和することが考えられる。
【０００６】
本来、コンティニュアスモードは、移動する被写体に対するＡＦ調節方法である。特許文献２には、コンティニュアスモードによって、連続してデフォーカス量の検出とフォーカスレンズの駆動を交互に行い、また焦点位置の検出後から所定時間後の像面位置を予測することが開示されている。これにより、ユーザが構図を決めている間も被写体の距離を測定し続けてピントズレ量を緩和することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２２５４０５号公報
【特許文献２】特開２００１−０２１７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、マクロ撮影時はピント変動が多く、また、ピント変動の速度の変化やピント変動の方向の反転が多いため、コンティニュアスモードに設定しても、図８に示すように、被写体の位置に対して、実際のＡＦレンズの位置がずれてしまう。このように、従来のコンティニュアスモードでのＡＦ調節方法では、マクロ撮影時におけるピントズレを十分に抑制することが出来なかった。
そこで、本発明は、通常の撮影距離で移動する被写体を撮影する時にもマクロ撮影をする時にもピントズレを緩和して撮影することを可能にした光学機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る光学機器は、ＡＦレンズを含む撮像光学系と、
該ＡＦレンズを駆動するＡＦレンズ駆動装置と、
被写体の撮像位置と前記撮像光学系による前記被写体の結像位置との差に対応するデフォーカス量を検出する検出手段と、
前記デフォーカス量を低減するように該ＡＦレンズ駆動装置の駆動制御を行う制御手段と、を有する光学機器において、
前記制御手段は、前記撮像光学系の撮影倍率を検出し、該撮影倍率に応じて、前記デフォーカス量を低減するように、前記ＡＦレンズ駆動装置の制御方法を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通常の撮影距離で移動する被写体を撮影する時にもマクロ撮影をする時にもピントズレを緩和して撮影することが可能な光学機器を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の光学機器のブロック図
【図２】第１の実施形態における制御に関するフローチャート
【図３】サンプリング周期と予測誤差の関係の説明図
【図４】第１の実施形態の変形例
【図５】第２の実施形態における制御に関するフローチャート
【図６】本発明の実施形態における被写体位置と実際のＡＦレンズの位置との比較
【図７】第２の実施形態の変形例
【図８】従来の光学機器における被写体位置と実際のＡＦレンズの位置との比較
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光学機器のブロック図である。
【００１３】
（第１の実施形態）
以下、図１から図４を参照して、本発明の第１の実施形態による、ＡＦ調節装置の駆動制御方法について説明する。
【００１４】
本発明の実施形態に係る光学機器は、レンズ装置１０１、撮像装置２０１を有する。
レンズ装置１０１は、複数のレンズ１０２ａ，１０２ｂ及びＡＦレンズ１４０で構成された撮像光学系１０２、ＡＦレンズ駆動部１４１、および、レンズＣＰＵ１０６を有する。ＡＦレンズ駆動部１４１は、超音波モータやステッピングモータを駆動源として有し、ＡＦレンズ１４０を光軸Ｉ方向（図１中矢印Ａ方向）に駆動する。
【００１５】
レンズＣＰＵ１０６は、レンズ装置１０１の種々の制御を行う中央処理部である。レンズＣＰＵ１０６は、焦点距離検出部１６３が出力するパルス信号に基づいて焦点距離を演算したり、被写体距離検出部１６４が出力するパルス信号に基づいて被写体距離を演算したりする。また、レンズＣＰＵ１０６内にはＡＦレンズ制御部１０７が設けられている。
【００１６】
レンズＣＰＵ１０６は、レンズ装置１０１と該レンズ装置１０１に接続される撮像装置２０１との間に設けられたレンズ接点１９０を介して、撮像装置２０１内のカメラＣＰＵ２０９との間で通信が可能である。ＡＦレンズ電圧ドライバ１７２は、ＡＦレンズ駆動部１４１を駆動制御する電圧を発生する。
【００１７】
ＥＥＰＲＯＭ１６２は、レンズ装置１０１に関する種々の固有情報であるレンズデータや、被写体距離検出部１６４が出力するパルス信号を物理量に変換するための係数などを格納する不揮発性の記憶部である。
【００１８】
ズームエンコーダである焦点距離検出部１６３は、焦点距離を検出し、焦点距離に応じたパルス信号をＡＦレンズ制御部１０７に出力する。フォーカシングエンコーダである被写体距離検出部１６４は、被写体までの距離を検出する。また、被写体距離検出部１６４は、撮像光学系１０２の位置を検出し、その位置に応じたパルス信号をＡＦレンズ制御部１０７に出力する。
【００１９】
撮像装置２０１は、被写体からの光束を不図示のファインダに導くためのメインミラー２０２と、焦点検出ユニット２０４に導くためのサブミラー２０３と、撮像光学系１０２の結像面近傍に置かれた撮像素子２０５を備えている。
【００２０】
被写体の撮像位置（本実施形態における撮像素子２０４の撮像位置）と撮影動作を行うべき被写体の撮像光学系１０２による結像位置との差に対応するデフォーカス量は、撮像光学系１０２の光軸Ｉを挟んだ異なる２領域を通過する被写体光束から形成される２つの像の像ずれ量から計算される。具体的には公知技術であるが、これら２像の光束はハーフミラーとなっているメインミラー２０２を通過し、その後ろにあるサブミラー２０３によって反射され、不図示の焦点検出光学系によって焦点検出ユニット２０４に導かれる。焦点検出ユニット２０４は光電変換素子を有し、カメラＣＰＵ２０９はこれら２像の信号を光電変換素子より読み出して相関演算を施す事により像ずれ量を計算し、デフォーカス量を求める。
【００２１】
このようにして求めたデフォーカス量と被写体距離検出部１６４で検出された撮像光学系１０２の位置から、被写体の結像位置を求める事が出来る。
カメラＣＰＵ２０９は、カメラシステム全体の種々の制御を行う中央処理部である。カメラＣＰＵ２０９には、レリーズスイッチ２１０の情報が入力され、レリーズスイッチ２１０が半押し（以下、ＳＷ１＿ＯＮとする）、又は、全押し（以下、ＳＷ２＿ＯＮとする）されたことを検知することができる。
【００２２】
レリーズスイッチ２１０は、図示しないレリーズボタンの半押し動作を検出して、一連の撮像準備動作を開始させ、レリーズボタンの全押し動作を検出して、撮像動作を開始させるスイッチである。
【００２３】
レリーズスイッチ２１０が半押しされてＳＷ１＿ＯＮとなるのに同期して、カメラＣＰＵ２０９を介して焦点検出ユニット２０４からのデフォーカス情報及びＡＦレンズ１４０の駆動開始コマンドが、また、半押しＯＦＦに同期してＡＦレンズ駆動停止コマンドがレンズＣＰＵ１０６へ送られる。
【００２４】
図２は、本実施形態におけるＡＦ調節装置におけるＡＦレンズ１４０に関する動作の流れを示すフローチャートである。以下、図２に沿ってＡＦレンズ１４０のＡＦ調節に関する動作を説明する。なおこの時、ＡＦはコンティニュアスモードに設定されているものとする。
【００２５】
ステップ（以下、Ｓと記載する）１０１０では、レリーズスイッチ２１０が半押しされてＳＷ１＿ＯＮになると、Ｓ１０２０に進み、測光を行う。
【００２６】
そしてＳ１０３０において、レンズＣＰＵ１０６は、焦点距離に応じたパルス信号を焦点距離検出部１６３から読込む。焦点距離に応じたパルス信号は、撮影倍率βの演算に用いる。
【００２７】
次のＳ１０４０において、レンズＣＰＵ１０６は、撮影光学系１０２の位置に応じたパルス信号を被写体距離検出部１６４から読込む。
【００２８】
次のＳ１０５０では、焦点距離に応じたパルス信号と撮影光学系１０２の位置に応じたパルス信号とを基に、レンズＣＰＵ１０６は撮影倍率βの演算を行う。撮影倍率βの演算に使用される式は、光学系の構成により固有の式であり、この像倍率演算式に基づいて演算する。なお、撮影倍率βは、必ずしも所与の像倍率演算式によって演算する必要はなく、焦点距離と絶対距離のエンコーダポジションに対するテーブルデータとしてＥＥＰＲＯＭ１６２に予め記憶しておき、対応する撮影倍率βを読み出すようにしてもよい。
【００２９】
Ｓ１０６０では、撮影倍率βが０．２倍以上であるか否かを判断する。撮影倍率βが０．２倍以上である場合には、Ｓ１０７０へ進み、撮影倍率βが０．２未満の場合にはＳ１０８０へ進む。
【００３０】
Ｓ１０７０では、カメラＣＰＵ２０９のデフォーカス量演算周期及び焦点距離検出部１６３からの焦点距離に応じたパルス信号並びに被写体距離検出部１６４からの撮像光学系１０２の位置に応じたパルス信号を読み込む。さらに、レンズＣＰＵ１０６の撮影倍率演算周期であるサンプリング周波数Ｆをｆ１（例えば４０Ｈｚ）に設定する。
【００３１】
一方のＳ１０８０では、サンプリング周波数Ｆをｆ１よりも小さいｆ２（例えば１０Ｈｚ）に設定する。
【００３２】
ここで、撮影倍率βによってサンプリング周波数Ｆを変更する理由及びｆ１＞ｆ２とする理由について述べる。
【００３３】
被写体から撮像光学系１０２の不図示の主点までの距離をａ、撮像光学系１０２の不図示の主点から撮像光学系１０２の結像面までの距離（像面距離）をｂ、撮像光学系１０２の焦点距離をｆとすると、合焦状態にある時には以下の式が成り立つ。
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ
【００３４】
つまり、焦点距離ｆが一定の場合、被写体が撮像装置２０１から遠く（ａが大きい）、被写体が静止もしくはゆっくり移動していたり、手ブレのように撮像装置２０１がゆっくり動いたりしている時は、ａに対してａの変化量が小さいため、像面距離ｂはあまり大きく変化しない。従って、被写体が撮像装置２０１から遠い場合、すなわち、撮影倍率が小さい場合には、像面距離があまり大きく変化しないので、サンプリング周波数を小さくしても合焦精度に影響はない。
【００３５】
また、動いている被写体に適用される、公知の結像位置の予測方法を行う場合にも、サンプリング周波数が小さい方が良い。なぜならば、過去に得た複数の被写体の結像位置を通る１次直線から将来の結像位置を予測するが、被写体の結像位置を得た時間間隔が長い方、つまり、サンプリング周波数が小さい方が、将来の結像位置とのずれを小さくする事が出来るからである。図３を用いて説明する。
【００３６】
実際の被写体位置（図３中、実線）に対して、焦点検出ユニット２０４には被写体位置の検出誤差があるため、焦点検出ユニット２０４で検出した被写体位置は同図中、長破線で示したものとなる。
【００３７】
この検出された位置に基づいて、レリーズスイッチ２１０でＳＷ２＿ＯＮとなるタイミング（同図中、レリーズタイミングで示した破線）での結像位置を予測する。
【００３８】
この時、サンプリング周波数が小さい（同図中、「サンプリング長い」と表現）場合に予測した結像位置（同図中、破線で示したもの）の方は検出誤差が平均化されて、実際の被写体位置との誤差が小さい。
【００３９】
それに対して、サンプリング周波数が大きい（同図中、「サンプリング短い」と表現）場合に予測した結像位置（同図中、短破線で示したもの）の方は検出誤差が十分に平均化されないため、実際の被写体位置との誤差はサンプリング周波数が小さい場合よりも大きくなる。
【００４０】
よって、被写体が動体の場合に適用する、公知の結像位置の予測方法を行う場合には、サンプリング周波数が小さい方が良い。
【００４１】
ところが、被写体が撮像装置２０１に近い場合には、被写体がゆっくりと光軸方向に対して動いたり、手ブレで撮像装置２０１がゆっくり光軸方向に対して動いていたりする場合でも、被写体距離の変化に対して像面距離が非線形的に変動する。
【００４２】
また、図８に示したように、被写体が撮像装置２０１に近いマクロ撮影では被写体距離が短いため、ピント変動の頻度が多く、またピント変動の速度の変化やピント変動の方向の反転が多い。このため、コンティニュアスモードのサンプリング周波数が小さいと、ピント変動やその速度変化に対応出来ないため、被写体位置に対して、実際のＡＦレンズ１４０の位置がずれてしまう。その結果、ピントがズレてしまう。
【００４３】
よって、被写体が撮像装置２０１に近い場合、つまり撮影倍率が大きい場合には、サンプリング周波数を大きくする方がピントズレを緩和する事が出来る。
【００４４】
このことに基づき、本実施形態においては、撮影倍率βに応じてサンプリング周期を変更し、基準の撮影倍率よりも撮影倍率が大きい場合（所定値以上の場合）にサンプリング周波数を大きくする。
【００４５】
このように撮影倍率βに応じてサンプリング周波数を変更する事によって、通常の撮影距離で移動する被写体を撮影する時にもマクロ撮影をする時にもデフォーカス量を低減させて、ピントズレを緩和して撮影することが可能になる。
【００４６】
フローチャートの説明に戻る。
Ｓ１１００では、その時点でのＡＦレンズ１４０の位置で合焦状態にあるかどうかの判定を行う。合焦であればＳ１１１０に進み、合焦状態でなければＳ１２１０へと進む。
【００４７】
Ｓ１１１０に進んだ場合、Ｓ１１１０ではレリーズスイッチ２１０が全部押し込まれてＳＷ２＿ＯＮになったかどうかの判断を行う。レリーズスイッチ２１０がＳＷ２＿ＯＮの状態であればＳ１１２０へ進み、そうでなければＳ１０１０に戻る。
Ｓ１１２０では、メインミラー２０２をアップして撮像準備に入る。
Ｓ１１３０では、Ｓ１０２０の測光の結果を受けてレンズ装置１０１に設けられた不図示の絞りを動作させたり、撮像装置２０１に設けられたシャッタの開放を行ったりする、一連の撮像動作を行うが、公知であるので詳細な説明は省略する。
【００４８】
一方、Ｓ１１００にてＳ１２１０に進んだ場合、Ｓ１０７０もしくＳ１０８０で設定されたサンプリング周波数でカメラＣＰＵ２０９はこれら２像の信号を光電変換素子より読み出して相関演算を施す事により像ずれ量を計算し、デフォーカス量を求める。
Ｓ１２２０では、Ｓ１２１０で求められたデフォーカス量をもとに、Ｓ１０７０もしくＳ１０８０で設定されたサンプリング周波数でＡＦレンズ１４０を駆動するための追従制御演算を行う。
Ｓ１２３０では、Ｓ１２２０における追従制御演算結果を基にＡＦレンズ１４０を駆動するＡＦレンズ電圧ドライバ１７２へ演算結果の出力を行った後、Ｓ１０２０に戻る。この時、ＡＦレンズ１４０は所定量駆動されている。
【００４９】
なお、本実施形態では撮影倍率βが０．２を基準にサンプリング周波数Ｆをｆ１もしくｆ２に設定している、つまり撮影倍率βに応じてサンプリング周波数Ｆを２段階で設定しているが、これに限定する事はない。
【００５０】
図４（ａ）に示した例では、前述の場合は撮影倍率βがβ１（前述の説明ではβ１＝０．２）の時にサンプリング周波数Ｆをｆ１からｆ２、もしくはｆ２からｆ１に変更する。しかし、図４（ｂ）に示したように、撮影倍率がβ１（例えばβ１＝０．２）からβ２（例えばβ２＝０．５）の間は、撮影倍率の変化に応じて連続的にサンプリング周波数Ｆが変化するようにしても同様な効果が得られる事は言うまでもない。
【００５１】
（第２の実施形態）
以下、図５を参照して、本発明の第２の実施形態による、ＡＦ調節装置の駆動制御方法について説明する。
図５は、本実施形態におけるＡＦ調節装置におけるＡＦレンズ１４０に関する動作の流れを示すフローチャートである。以下、図５に沿ってＡＦレンズ１４０のＡＦ調節に関する動作の説明を行う。なおこの時、ＡＦは第１の実施形態と同様に、コンティニュアスモードに設定されているものとする。
【００５２】
Ｓ２０１０からＳ２０５０は、第１の実施形態で説明したＳ１０１０〜Ｓ１０５０に対応するので、その説明を省略する。
Ｓ２０６０では、撮影倍率βが０．２倍以上であるか否かの判断を行う。撮影倍率βが０．２倍以上である場合には、Ｓ２０７０へ進み、撮影倍率βが０．２未満の場合にはＳ２０８０へ進む。
Ｓ２０７０では、コンティニュアスモードにおける結像位置の予測制御をＯＦＦに設定する。
一方のＳ２０８０では、コンティニュアスモードにおける結像位置の予測制御をＯＮに設定する。
【００５３】
ここで、撮影倍率βによって像面装置の予測制御のＯＮ／ＯＦＦを変更する理由について述べる。
【００５４】
図８に示したように、マクロ撮影時は被写体距離の変動によるピント変動が多く、またピント変動の速度の変化やピントが変動する方向の反転が多いため、ＡＦレンズの駆動目標位置を実際の被写体距離に対して精度高く設定することは困難である場合がある。そのため、コンティニュアスモードの予測制御によってＡＦレンズの駆動目標位置を設定しても、撮影時のＡＦレンズの位置は被写体の合焦位置とは異なる可能性がある。
【００５５】
そこで、マクロ撮影時はコンティニュアスモードの予測制御を止め、後述するＳ２１１０のＳＷ２＿ＯＮ入力まで、測定された被写体距離に対応する位置にＡＦレンズを駆動する合焦動作を繰り返す事で、ピント変動に追従し、ピントズレを抑制する。
【００５６】
これに対して撮影倍率が小さい時、つまり被写体が撮像装置２０１から遠い場合は、第１の実施形態でも述べたように、手ブレのように撮像装置２０１がゆっくり光軸方向に動くことによる被写体距離の相対的な変化が小さい時は、像面距離ｂはあまり大きく変化しない。しかし、遠距離にある被写体が高速で移動している場合等のように、被写体距離ａの変化に起因する像面距離ｂの変化は、被写体距離が大きいためピントズレに影響のない範囲で予測しやすい。従って、撮影倍率が小さい時には、公知の結像位置の予測制御を実施した方がピントズレの抑制に効果的である。
【００５７】
よって、撮影倍率βに応じて結像位置の予測制御を適用するか否かを変更する事によって、通常の撮影距離で移動する被写体を撮影する時にもマクロ撮影をする時にもピントズレを緩和して撮影する事が可能になる。
【００５８】
フローチャートの説明に戻る。
Ｓ２１００からＳ２１３０及びＳ２２１０からＳ２２３０は、それぞれ第１の実施形態で説明したＳ１１００からＳ１１３０及びＳ１２１０からＳ１２３０に対応するので、その説明を省略する。
【００５９】
図６に、第１及び第２の実施形態で説明した制御方法を並行して適用した場合の、被写体位置と実際のＡＦレンズ１４０の位置との比較結果について示す。つまり図６に示す結果は、撮影倍率βが０．２以上の場合において、予測制御を行わず、サンプリング周波数ｆ１で検出した過去の被写体の結像位置に基づいてデフォーカス量を低減するように制御したものの結果である。
図６に示したように、サンプリング周波数をｆ１（４０Ｈｚ）に設定し、かつ、コンティニュアスモードの予測制御をしない場合には、被写体位置の変化に対して、実際のＡＦレンズ１４０の位置が追従していることがわかる。
これにより、マクロ撮影において従来よりもピントズレを緩和した撮影が可能になったことがわかる。一方、撮影倍率βが０．２より小さい通常の撮影においては、サンプリング周波数Ｆをｆ１よりも小さいｆ２として、予測制御を行うことが好ましい。
【００６０】
なお、第２の実施形態では撮影倍率βに応じてコンティニュアスモードの予測制御のＯＮ／ＯＦＦを切換えているが、これに限定することはない。
【００６１】
例えば図７に示したフローチャートを用いて第２の実施形態の変形例を説明する。
図７において、上記第２の実施形態と異なる点は、Ｓ２０６０での撮影倍率βの判定結果による処理である。
Ｓ２０６０において、撮影倍率βが０．２倍以上である場合には、Ｓ２３１０へ進み、撮影倍率βが０．２未満の場合にはＳ２３２０へ進む。
Ｓ２３１０では、コンティニュアスモードにおける結像位置の予測制御を第１予測制御方法に設定する。この第１予測制御方法とは、例えば公知である、過去に得た２点の被写体の結像位置から、検出点から所定時間経過後の結像位置を予測するものである。
【００６２】
一方のＳ２３２０では、コンティニュアスモードにおける結像位置の予測制御を第２制御方法に設定する。この第２予測制御方法とは、例えば公知である、過去に得た６点の被写体の結像位置から、検出点から所定時間経過後の結像位置を予測するものである。
【００６３】
撮影倍率βによって予測制御に用いる過去の結像位置の点数が異なる理由は以下の通りである。
マクロ撮影時においては、被写体距離が短いため、被写体の動きや手ぶれ等の影響により像面距離の変化が発生しやすいためピントずれになりやすい。また、結像位置の移動速度の変化や反転が短時間内に頻度多く発生するため、過去の多数の結像位置情報を用いて結像位置の予測を試みても、精度高く結像位置を予測することは困難である。そのため、現時点の結像位置の動作により関連があるＳＷ２＿ＯＮ直前の２点の結像位置を用いた予測制御を行うことにより、より予測精度の高い制御が可能となる。
【００６４】
これに対して撮影倍率が小さい時、つまり被写体が撮像装置２０１から遠い場合は、像面距離に影響を与えるような被写体距離の変化は、ある程度の長さを有する時間間隔の中で被写体の位置が光軸方向に大きく変動する場合に発生することが多いと考えられる。そのため、より多くの過去の被写体の結像位置のデータ数、例えば６点、を予測制御に用いる事によって、予測した結像位置と実際に合焦する結像位置との誤差を小さくすることが可能となる。これにより、ピントズレを抑制する。
【００６５】
つまり、撮影倍率βに応じて最適な予測方法を実施する事により、通常の撮影距離で移動する被写体を撮影する時にもマクロ撮影をする時にも、ピントズレを緩和して撮影することが可能になる。
【００６６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００６７】
例えば、上記の実施の各形態においては、レンズ交換式の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、レンズとカメラ一体型電子スチルカメラ等の他の光学機器にも適用可能である。
また、上記の実施形態においては撮像素子を用いて被写体を撮影する、所謂デジタル方式の撮像装置について説明したが、本発明はフィルムを用いて撮影する所謂銀塩方式の撮像装置にも適用可能である。
また撮影倍率βが０．２の時をマクロ撮影かどうかの判定値に用いているが、例えば撮影倍率β＝０．３や０．５を判定値としても、同様な効果が得られることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６８】
１０１：レンズ装置
１０２：撮像光学系
１０６：レンズＣＰＵ
１０７：ＡＦレンズ制御部
１４０：ＡＦレンズ
１４１：ＡＦレンズ駆動部
２０１：撮像装置
２０５：撮像素子
２０９：カメラＣＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＦレンズを含む撮像光学系と、
該ＡＦレンズを駆動するＡＦレンズ駆動装置と、
被写体の撮像位置と前記撮像光学系による前記被写体の結像位置との差に対応するデフォーカス量を検出する検出手段と、
前記デフォーカス量を低減するように該ＡＦレンズ駆動装置の駆動制御を行う制御手段と、を有する光学機器において、
前記制御手段は、前記撮像光学系の撮影倍率を検出し、該撮影倍率に応じて、前記デフォーカス量を低減するように、前記ＡＦレンズ駆動装置の制御方法を変更することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記ＡＦレンズ駆動装置の制御方法の変更は、焦点検出のサンプリング周波数の変更を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記撮影倍率が所定の値以上の場合には、前記撮影倍率が所定の値より小さい場合に比べて前記サンプリング周波数を大きくすることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記制御手段は、過去の被写体の結像位置に基づいて将来の被写体の結像位置を予測し、前記将来の被写体の結像位置に対して前記デフォーカス量を低減するように前記ＡＦレンズ駆動装置を制御し、
前記ＡＦレンズ駆動装置の制御方法の変更は、該結像位置の予測方法の変更を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項５】
前記予測方法の変更は、前記結像位置を予測するために使用する前記過去の結像位置のデータ数の変更を含むことを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
【請求項６】
前記制御手段は、前記撮影倍率が所定の値以上の場合には、前記撮影倍率が所定の値より小さい場合に比べて前記データ数を増やすことを特徴とする請求項５に記載の光学機器。
【請求項７】
前記ＡＦレンズ駆動装置の制御方法の変更は、前記結像位置の予測に基づく制御を適用するか否かの変更を含む、請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項８】
前記制御手段は、前記撮影倍率が所定の値以上の場合には前記結像位置の予測を行い、予測した前記結像位置に対して前記デフォーカス量を低減するように前記ＡＦレンズ駆動装置を制御し、前記撮影倍率が所定の値より小さい場合には前記結像位置の予測を行わずに前記過去の被写体の結像位置に対して前記デフォーカス量を低減するように前記ＡＦレンズ駆動装置を制御することを特徴とする請求項７に記載の光学機器。
【請求項１】
ＡＦレンズを含む撮像光学系と、
該ＡＦレンズを駆動するＡＦレンズ駆動装置と、
被写体の撮像位置と前記撮像光学系による前記被写体の結像位置との差に対応するデフォーカス量を検出する検出手段と、
前記デフォーカス量を低減するように該ＡＦレンズ駆動装置の駆動制御を行う制御手段と、を有する光学機器において、
前記制御手段は、前記撮像光学系の撮影倍率を検出し、該撮影倍率に応じて、前記デフォーカス量を低減するように、前記ＡＦレンズ駆動装置の制御方法を変更することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記ＡＦレンズ駆動装置の制御方法の変更は、焦点検出のサンプリング周波数の変更を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記撮影倍率が所定の値以上の場合には、前記撮影倍率が所定の値より小さい場合に比べて前記サンプリング周波数を大きくすることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記制御手段は、過去の被写体の結像位置に基づいて将来の被写体の結像位置を予測し、前記将来の被写体の結像位置に対して前記デフォーカス量を低減するように前記ＡＦレンズ駆動装置を制御し、
前記ＡＦレンズ駆動装置の制御方法の変更は、該結像位置の予測方法の変更を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項５】
前記予測方法の変更は、前記結像位置を予測するために使用する前記過去の結像位置のデータ数の変更を含むことを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
【請求項６】
前記制御手段は、前記撮影倍率が所定の値以上の場合には、前記撮影倍率が所定の値より小さい場合に比べて前記データ数を増やすことを特徴とする請求項５に記載の光学機器。
【請求項７】
前記ＡＦレンズ駆動装置の制御方法の変更は、前記結像位置の予測に基づく制御を適用するか否かの変更を含む、請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項８】
前記制御手段は、前記撮影倍率が所定の値以上の場合には前記結像位置の予測を行い、予測した前記結像位置に対して前記デフォーカス量を低減するように前記ＡＦレンズ駆動装置を制御し、前記撮影倍率が所定の値より小さい場合には前記結像位置の予測を行わずに前記過去の被写体の結像位置に対して前記デフォーカス量を低減するように前記ＡＦレンズ駆動装置を制御することを特徴とする請求項７に記載の光学機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１３４６０（Ｐ２０１１−１３４６０Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５７６１６（Ｐ２００９−１５７６１６）
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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