撮像装置
【課題】撮像装置のミラー保持機構において、メインミラーが被写体光束をピント板へ向けて反射する正規の位置へ静止するまでには、メインミラー保持枠がバウンドするバウンド動作の収束を待たなければならない。そのために割り当てられる収束時間は、単位時間当たりの撮影枚数の向上に対して障害となっていた。
【解決手段】上記課題を解決するために、撮像装置は、ファインダ光学系へ被写体像を導光する第１状態と撮像面へ被写体像を導光する第２状態との間で回動するメインミラー部と、メインミラー部が第１状態のときに被写体像を結像するピント板と、ピント板に結像する被写体像を測光するＡＥセンサと、ＡＥセンサの出力に基づいてメインミラー部の第２状態から第１状態への回動が完了したことを検出する検出部とを備える。
【解決手段】上記課題を解決するために、撮像装置は、ファインダ光学系へ被写体像を導光する第１状態と撮像面へ被写体像を導光する第２状態との間で回動するメインミラー部と、メインミラー部が第１状態のときに被写体像を結像するピント板と、ピント板に結像する被写体像を測光するＡＥセンサと、ＡＥセンサの出力に基づいてメインミラー部の第２状態から第１状態への回動が完了したことを検出する検出部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフカメラ代表されるレンズ交換式の撮像装置の多くには、被写体像を結像するピント板を介して被写体像の測光を行うＡＥセンサが設けられている。また、ピント板へ被写体光束を導く機構として、メインミラーが被写体光束に対して斜設される斜設状態と被写体光束から退避する退避状態を取り得るミラー保持機構が知られている。被写体光束は、斜設状態のときにピント板へ導かれ、退避状態のときに撮像面へ導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ミラー保持機構の斜設状態と退避状態の間における回動動作は、撮影動作に同期して繰り返し実行される。退避状態から斜設状態へ回動する場合、メインミラーが被写体光束をピント板へ向けて反射する正規の位置へ静止するまでには、メインミラー保持枠が回動を受け止める偏心ピンでバウンドするバウンド動作の収束を待たなければならない。バウンド動作の収束に要する時間はカメラの個体差、姿勢、環境温度等にも左右されるので、これまでは、バウンド動作が確実に収束する比較的長い時間を割り当てて、その後にＡＥセンサによる測光を再開していた。しかし、この割り当て時間が、単位時間当たりの撮影枚数の向上に対して障害となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の撮像装置における一つの態様においては、ファインダ光学系へ被写体像を導光する第１状態と撮像面へ被写体像を導光する第２状態との間で回動するメインミラー部と、メインミラー部が第１状態のときに被写体像を結像するピント板と、ピント板に結像する被写体像を測光するＡＥセンサと、ＡＥセンサの出力に基づいてメインミラー部の第２状態から第１状態への回動が完了したことを検出する検出部とを備える。
【０００６】
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】
【０００７】
【図１】一眼レフカメラの要部断面図である。
【図２】メインミラーのバウンド動作が収束するまでの様子を示す図である。
【図３】メインミラーが斜設状態と同位置にある場合の、被写体光束とピント板での結像の様子とを示す図である。
【図４】メインミラーが斜設状態からバウンドした場合の、被写体光束とピント板での結像の様子とを示す図である。
【図５】ファインダから観察される被写体像、焦点検出領域およびＡＥセンサの検出対象領域を示す図である。
【図６】サブミラーのバウンド動作に伴って、反射される被写体光束が変化する様子を示す図である。
【図７】ミラーダウン動作から次コマ撮像処理に至るシーケンスを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
図１は、一眼レフカメラ１０の要部断面図である。一眼レフカメラ１０は、レンズユニット２０とカメラユニット３０が組み合わされて撮像装置として機能する。
【００１０】
レンズユニット２０は、光軸１１に沿って配列されたレンズ群２１を備える。レンズ群２１は、入射される被写体光束をカメラユニット３０へ導く。レンズ群２１には、フォーカスレンズ、ズームレンズ等が含まれ、焦点調整、画角調整の指示に応じて光軸方向に移動できるように構成されている。レンズユニット２０は、カメラユニット３０との接続部にレンズマウント２２を備え、カメラユニット３０が備えるカメラマウント５４と係合して、カメラユニット３０と一体化する。
【００１１】
カメラユニット３０は、レンズユニット２０から入射される被写体光束を反射するメインミラー３１と、メインミラー３１で反射された被写体光束が結像するピント板３５を備える。メインミラー３１は、メインミラー保持枠３２に保持されてメインミラー回転軸３３周りに回動して、光軸１１を中心とする被写体光束中に斜設される斜設状態と、被写体光束から退避する退避状態を取り得る。
【００１２】
ピント板３５側へ被写体像を導く場合は、メインミラー３１は被写体光束中に斜設される。このとき、メインミラー保持枠３２の裏面がメインミラー偏心ピン３４と当接して、メインミラー３１の斜設角度が規定される。メインミラー偏心ピン３４は、回転することでメインミラー保持枠３２と当接する箇所を調整することができ、メインミラー３１の斜設角度を精確に設定できる。また、ピント板３５は、撮像素子４８の受光面と共役の位置に配置されている。ピント板３５で結像した被写体像は、ペンタプリズム３６で正立像に変換され、接眼光学系３７を介してユーザに観察される。
【００１３】
ペンタプリズム３６の射出面上方にはＡＥセンサ３９が配置されており、ＡＥセンサ３９の受光面には、ピント板３５に結像した被写体像が、ペンタプリズム３６および測光光学系３８を介して二次結像される。ＡＥセンサ３９は、被写体像の照度分布を検出するセンサであり、二次元配列された光電変換素子により構成される。具体的には、ピント板３５に結像する被写体像のぼけ量を検出できる程度の画素を有する固体撮像素子が用いられる。
【００１４】
ピント板３５とペンタプリズム３６の間には、液晶素子から構成されるファインダ表示部４０が配置されている。ファインダ表示部４０は、格子線、焦点調節領域等を表示することができ、ユーザはこれらを、接眼光学系３７を介して、ピント板３５に結像する被写体像に重ねて観察することができる。
【００１５】
斜設状態におけるメインミラー３１の光軸１１の近傍領域は、ハーフミラーとして形成されており、入射される被写体光束の一部が透過する。透過した被写体光束は、メインミラー３１と連動して回動するサブミラー保持枠４２に保持されたサブミラー４１で反射されて、ＡＦ光学系４５へ導かれる。ＡＦ光学系４５を通過した被写体光束は、ＡＦセンサ４６へ入射される。
【００１６】
なお、サブミラー保持枠４２は、メインミラー保持枠３２に設けられるサブミラー回転軸４３周りに回動する。そして、斜設状態においては、サブミラー保持枠４２の裏面がサブミラー偏心ピン４４と当接して、サブミラー４１の斜設角度が規定される。サブミラー偏心ピン４４は、回転することでサブミラー保持枠４２と当接する箇所を調整することができ、サブミラー４１の斜設角度を精確に設定できる。
【００１７】
ＡＦセンサ４６は、例えば、受光した被写体光束から位相差信号を出力する複数の光電変換素子列である。具体的には、被写体像の特定の領域に対応して設けられる複数の焦点調整領域のそれぞれにおいて、合焦状態、前ピン状態、後ピン状態を検出でき、前ピン状態、後ピン状態の場合には、合焦状態からのずれ量も検出することができるように構成されている。なお、サブミラー４１は、メインミラー３１が被写体光束から退避する場合は、メインミラー３１に連動して被写体光束から退避する。
【００１８】
斜設されたメインミラー３１の後方には、光軸１１に沿って、フォーカルプレーンシャッタ４７、撮像素子４８が配列されている。フォーカルプレーンシャッタ４７は、撮像素子４８へ被写体光束を導くときに開放状態を取り、その他のときに遮蔽状態を取る。そして、撮像素子４８は、例えばＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子であり、受光面で結像した被写体像を電気信号に変換する。
【００１９】
撮像素子４８で光電変換された電気信号は、メイン基板４９に搭載されたＤＳＰである画像処理部５０で画像データに処理される。メイン基板４９には、画像処理部５０の他に、カメラユニット３０のシステムを統合的に制御するＭＰＵであるカメラシステム制御部５１が搭載されている。カメラシステム制御部５１は、カメラシーケンスを管理すると共に、各構成要素の入出力処理等を行う。例えば、ＡＥセンサ３９から出力される被写体像の照度分布から露出値を演算し、ＡＦセンサ４６から出力される位相差信号から合焦制御を行う。
【００２０】
カメラユニット３０の背面には液晶モニタ等による背面表示部５２が配設されており、画像処理部５０で処理された被写体画像が表示される。背面表示部５２は、撮影後の静止画像に限らず、各種メニュー情報、撮影情報等を表示する。また、カメラユニット３０には、着脱可能な二次電池５３が収容され、カメラユニット３０に限らず、レンズユニット２０にも電力を供給する。
【００２１】
次に、メインミラー３１の退避状態から斜設状態への回動について説明する。図２は、メインミラー３１が待避状態から斜設状態へ回動したときに、メインミラー３１のバウンド動作が収束するまでの様子を示す図である。上述のように、メインミラー保持枠３２の裏面がメインミラー偏心ピン３４と当接して、メインミラー３１が静止する状態が斜設状態である。しかし、メインミラー３１を保持するメインミラー保持枠３２の回動動作は高速で行われるので、メインミラー保持枠３２の裏面はメインミラー偏心ピン３４に対して衝突することになる。すると、メインミラー保持枠３２は、衝突後にバウンドして、再びメインミラー偏心ピン３４から離間する。メインミラー保持枠３２は、メインミラー偏心ピン３４の方向へ付勢バネにより付勢されているので、付勢バネの付勢力と釣り合った後に、再びメインミラー偏心ピン３４の方向へ向かう。メインミラー保持枠３２は、このようなバウンド動作を繰り返して収束してゆき、やがてメインミラー偏心ピン３４と当接した状態で静止する。図２は、この様子を示すものであり、横軸に時間を、縦軸にメインミラー保持枠３２のメインミラー偏心ピン３４に対する変位を表す。図からもわかるように、メインミラー保持枠３２は、バウンドするたびに変位量が小さくなり、例えば２０ｍｓｅｃ程度の時間で静止する。バウンド動作が収束して静止するまでの時間は、カメラユニット３０の個体差、姿勢、周辺環境の温度等によって変化する。
【００２２】
一眼レフカメラ１０が次の撮影動作を行うには、被写体像がピント板３５に正しく結像されてはじめてＡＥセンサ３９による測光動作を開始することができるので、メインミラー３１が静止するまで待つ必要がある。したがって、単位時間当たりの撮影枚数を向上させるには、測光動作をいち早く再開することが肝要である。そこで、本実施形態においては、ＡＥセンサ３９を用いてメインミラー３１の静止をいち早く検出する。以下に具体的に説明する。
【００２３】
図３は、メインミラー３１が斜設状態と同位置にある場合の、被写体光束とピント板３５での結像の様子とを示す図である。特に、図３（ａ）は、ピント板３５をペンタプリズム３６側から観察した様子を模式的に表した図であり、図３（ｂ）は、光軸１１に沿って入射する被写体光束が、メインミラー３１に反射されてピント板３５へ到達する様子を複数の光線で模式的に表した図である。図３（ａ）と図３（ｂ）は、それぞれに示されるピント板３５の中心線が一致するように、対応させて表されている。
【００２４】
図３（ｂ）に示すように、被写体光束のうち光軸１１に対して上方から順に光線１１０、１２０、１３０、１４０、１５０とする。光線１３０は光軸１１上の光線である。光線１１０は、メインミラー３１のうちメインミラー回転軸３３に近い位置で反射され、ピント板３５のうち図で示すｚ軸＋側の位置に到達する。光線１３０は、メインミラー３１の中心で反射され、ピント板３５の中心へ到達する。光線１５０は、メインミラー３１のうちメインミラー回転軸３３から遠い位置で反射され、ピント板３５のうち図で示すｚ軸−側の位置に到達する。光線１２０は、光線１１０と光線１３０の中間を示し、光線１４０は、光線１３０と光線１５０の中間を示す。
【００２５】
図３（ａ）で示す複数の円は、図３（ｂ）で示す各々の光線がメインミラー３１で反射されピント板３５に到達した場合の結像の様子を模式的に表す結像円である。なおここでは、光線１１０から１５０は、各々ｘ軸方向に７本の光線から成るものとする。例えば、光線１１０に対応する結像円は、結像円１１１から結像円１１７までｘ軸に沿って示される７つの円であり、光線１３０に対応する結像円は、結像円１３１から結像円１３７までｘ軸に沿って示される７つの円であり、光線１５０に対応する結像円は、結像円１５１から結像円１５７までｘ軸に沿って示される７つの円である。
【００２６】
結像円の直径は、小さいほどピントが合っている状態を表す。図３（ａ）は、レンズユニット２０により被写体像全体に対して理想的に焦点調整および絞り調整されて、ピント板３５に結像する被写体像の全面が合焦状態にある場合を示す。つまり、図３（ａ）に示される結像円は、それぞれ同じ大きさでありかつ最小の円である。
【００２７】
図４は、図３に対応させて、メインミラー３１が斜設状態からバウンドした場合の、被写体光束とピント板３５での結像の様子とを示す図である。特に、図４（ａ）は、ピント板３５をペンタプリズム３６側から観察した様子を模式的に表した図であり、図４（ｂ）は、光軸１１に沿って入射する被写体光束が、メインミラー３１に反射されてピント板３５へ到達する様子を複数の光線で模式的に表した図である。図４（ａ）と図４（ｂ）は、それぞれに示されるピント板３５の中心線が一致するように、対応させて表されている。
【００２８】
図４（ｂ）で示すように、メインミラー３１がバウンドして斜設状態と同位置よりも少しピント板３５側へ回動した位置にある場合、光線１１０から光線１４０は、図３（ｂ）の位置よりもｚ軸−側でメインミラー３１に反射され、ピント板３５に到達する。一方、光線１５０については、回動したメインミラー３１の端より外側に位置するので、メインミラー３１に反射されることがなく、したがってピント板３５に到達できない。図示するように、光線１４０と光線１５０の間に位置する光線１６０が、メインミラー３１で反射される限界となる。
【００２９】
図４（ｂ）のように反射された各々の光線は、図４（ａ）で示すようにピント板３５で結像する。ピント板３５に到達するまでの光線１１０の光路長は、メインミラー３１が斜設状態と同位置にある場合の光路長よりも短くなる。すなわち、本来ピントが合う位置よりも結像面が前に存在する状態に相当するので、ピント板３５上での像は光路長が短くなった分だけぼけることになる。したがって、光線１１０に対応する、ｘ軸方向に沿って配列する結像円１１１から結像円１１７の各々の結像円は、メインミラー３１が斜設状態と同位置にある場合の結像円よりも大きく示される。
【００３０】
メインミラー３１は、メインミラー回転軸３３を中心に回動するので、メインミラー３１で反射される各々の光線は、メインミラー回転軸３３から遠ざかるほどピント板３５に到達するまでの光路長が短くなる。すなわち、ピント板３５上でのぼけ量が大きくなる。したがって、図４（ａ）で示される結像円において、ｚ軸−側の結像円ほど半径が大きくなる。例えば、光線１３０に対応する、ｘ軸方向に沿って配列する結像円１３１から結像円１３７の各々の結像円の直径は、光線１１０に対応する、ｘ軸方向に沿って配列する結像円１１１から結像円１１７の各々の結像円の直径よりも大きい。なお、ｘ軸方向に沿って一列に配列される結像円については、メインミラー回転軸３３がｘ軸方向である限り同じ距離だけ光路長が短くなるので、それぞれの直径は同一である。
【００３１】
メインミラー３１が回動することにより、光線１６０がメインミラー３１で反射される限界となるので、光線１５０を含む被写体光束の一部はピント板３５に到達しないことになり、ピント板３５上の被写体像は、その分だけ欠けることになる。つまり、光線１６０に対応する直線１７０が被写体像の境界となり、直線１７０よりｚ軸−側には被写体像が現れなくなる。この直線１７０は、メインミラー３１が斜設状態から離れて変位が大きくなるほど矢印１７１方向へ移動し、ピント板３５に結像する被写体像の領域が小さくなる。なお、図４（ａ）の直線１７０近傍の結像円は、ぼけの周辺部が直線１７０でカットされたＤ形状として表している。
【００３２】
上述のように、メインミラー３１のバウンド動作は、図３（ａ）と図４（ａ）に表されるように、ピント板３５に結像される被写体像のぼけ量の変化と、ｚ軸方向の結像領域の変化として現れる。本実施形態においては、バウンド動作が収束しメインミラー３１が斜設状態に静止したことを、ＡＥセンサ３９の出力を用いてこれらの変化を監視することにより検出する。
【００３３】
具体的には、例えば１ｍｓｅｃごとにカメラシステム制御部５１がＡＥセンサ３９の出力を画像データとして取り込み、前後するフレーム間で比較をして、被写体像のぼけ量の変化、ｚ軸方向の結像領域の変化を判断する。いずれの変化を監視するか、あるいは、いずれの変化も監視するかは、フレームレート、撮影モード、ＡＥセンサの画素数等に応じて適宜設定される。例えば、前後するフレーム間でぼけ量の変化がなく、または、結像領域に変化がなければ、カメラシステム制御部５１は、バウンド動作は収束しメインミラー３１は斜設状態で静止したと判断する。
【００３４】
または、ＡＥセンサ３９の被写体像の蓄積時間を少し長めの例えば３ｍｓｅｃ程度に設定し、この出力を繰り返し画像データとして取り込む。そして、１フレームごとの取得画像に、ｘ軸方向の像の流れ、ぼけの重畳が認められるか否かを判断する。このとき、１フレーム内にｘ軸方向の像の流れ、ぼけの重畳が認められなくなれば、カメラシステム制御部５１は、バウンド動作は収束しメインミラー３１は斜設状態で静止したと判断する。
【００３５】
このように、メインミラー３１のバウンド動作の収束、回動動作の完了をほぼリアルタイムに検出できれば、直ちに次の撮影動作の測光動作を開始することができる。したがって、単位時間当たりの撮影枚数向上に大きく寄与する。
【００３６】
上記の説明においては、レンズユニット２０により被写体像全体に対して理想的に焦点調整および絞り調整されて、ピント板３５に結像する被写体像の全面が合焦状態にある場合を想定した。しかし、実際の撮影においては、被写体像の一部にピントが合うように焦点調整および絞り設定がなされ、斜設状態においても、他の領域はそもそもぼけた状態でピント板３５に結像することが多い。すると、ぼけた状態を基準としてさらにぼけるぼけ量の変化を監視することになり、正確な検出が行えない場合がある。そこで、より正確に回動動作の完了を検出すべく、被写体像のうちオートフォーカスにより焦点検出を行ってピントを合わせをした特定の部分領域を検出の対象とする。以下に具体的に説明する。
【００３７】
図５は、ファインダから観察される被写体像、焦点検出領域７１およびＡＥセンサ３９の検出対象領域７２を示す図である。焦点検出領域７１は２次元的に複数設けられており、ユーザの設定により、または、カメラシステム制御部５１がシーンを判別して特定の一つの焦点検出領域７１が選択されて、その領域でオートフォーカスが行われる。カメラシステム制御部５１がシーンを判別する場合、例えば近点優先、顔検出優先等のアルゴリズムにより一つの焦点検出領域７１が選択される。ＡＥセンサ３９の検出対象領域７２は、各々の焦点検出領域７１を取り囲むように設定されている。焦点検出領域７１が密に配置されているときは、検出対象領域７２は互いに重なる領域があっても良い。なお、焦点検出領域７１は、適宜ファインダ表示部４０に表示されるが、検出対象領域７２は表示されなくても良い。
【００３８】
メインミラー３１が退避状態から斜設状態へ回動する場合、その退避状態において撮影動作を行っている。その撮影動作においては、オートフォーカスモードが実行されるＡＦモードが選択されている場合、一つの焦点検出領域７１が選択されて、その領域でピントを合わせが行われている。すると、この選択された焦点検出領域７１の近傍における被写体像は、レンズユニット２０により合焦状態に調整されていることが期待できる。そして、メインミラー３１が斜設状態に回動したとき、この領域における被写体像は、ピント板３５上に合焦状態で結像することが期待できる。
【００３９】
したがって、バウンド動作の収束を検出するときは、この選択された焦点検出領域７１を含む検出対象領域７２に絞ってＡＥセンサ３９の出力を監視すれば良い。カメラシステム制御部５１は、ＡＥセンサ３９の出力をピント板３５の全体領域で取り込み、後に画像処理でその検出対象領域７２を切り出して監視、判断する。または、カメラシステム制御部５１は、ＡＥセンサ３９がその検出対象領域７２のみを出力するように、間引き読み出しを行って監視、判断しても良い。後者の場合は、ＡＥセンサ３９の一部の出力をのみを取り込めばよいので、フレームレートを上げることが期待できる。
【００４０】
ＡＥセンサ３９による測光動作は、被写体像の輝度等を検出することにより最適なシャッタ速度、絞り値、ＩＳＯ感度の露出値をカメラシステム制御部５１が決定する。例えば、絞り値とＩＳＯ感度がユーザの指定により固定されていると、カメラシステム制御部５１は、測光動作により、最適な絞り値を決定する。このような、カメラシステム制御部５１による最適な露出値の決定は、ユーザによりＡＥモードが設定されているときに実行される。したがって、ユーザによりＡＥモードが設定されているときには、撮影動作に測光動作を伴うので上述のようにメインミラー３１の回動動作の完了を検出し、ＡＥモードが設定されていないときには、測光動作は不要なので回動動作完了の検出を行わないように設定しても良い。
【００４１】
図１を用いて説明したように、サブミラー４１も、メインミラー３１と同様に、ＡＦセンサ４６へ導光する斜設状態と、被写体光束から退避する退避状態を取り得る。また、サブミラー４１が退避状態から斜設状態に回動するとき、サブミラー保持枠４２の裏面がサブミラー偏心ピン４４と衝突して、バウンド動作が生じる。図６は、サブミラー４１のバウンド動作に伴って、反射される被写体光束が変化する様子を示す図である。ＡＦセンサ４６に結像される被写体像についても、ＡＥセンサ３９が観察するピント板３５の被写体像と同等の関係を見出すことができる。すなわち、サブミラー４１の回動動作の完了を、ＡＦセンサ４６に結像される被写体像のぼけ量の変化と結像領域の変化を観察して検出することができる。
【００４２】
ただし、ＡＦセンサ４６の構造がＡＥセンサ３９の構造と異なる場合は、その構造に合わせた検出を要する。例えば、ＡＦセンサ４６が、複数の焦点検出領域７１に応じた位相差を出力する位相差検出センサである場合、被写体像のぼけ量の変化は位相差の変化として検出される。
【００４３】
このように、サブミラー４１のバウンド動作の収束、回動動作の完了をほぼリアルタイムに検出できれば、直ちに次の撮影動作の焦点調整動作を開始することができる。したがって、単位時間当たりの撮影枚数向上に大きく寄与する。なお、焦点調整動作は、ユーザによりオートフォーカスが行われるＡＦモードが設定されているときに実行される。したがって、ユーザによりＡＦモードが設定されているときには、撮影動作に焦点調整動作を伴うので上述のようにサブミラー４１の回動動作の完了を検出し、ＡＦモードが設定されていないときには、焦点調整動作は不要なので回動動作完了の検出を行わないように設定しても良い。
【００４４】
次に、メインミラー３１およびサブミラー４１の、退避状態から斜設状態へのミラーダウン動作の開始から、次の撮影が指示され撮像処理を開始するまでのシーケンスについて説明する。図７は、ミラーダウン動作から次コマ撮像処理に至るシーケンスを示すフロー図である。
【００４５】
ミラーダウン動作が開始されると、メインミラー３１およびサブミラー４１は退避状態から斜設状態への回動を開始する。ステップＳ１０１では、カメラシステム制御部５１は、メインミラー３１の回動開始に同期してＡＥセンサ３９の出力を画像データとして取り込む。そして、ステップＳ１０２では、取り込んだ画像データを解析して、メインミラー３１の回動が完了したか否かを判断する。完了していれば、ステップＳ１０３に進み、カメラシステム制御部５１は次の撮影動作の一環として直ちに測光動作を開始してステップＳ１０４へ進む。つまり、サブミラー４１の回動完了を待つことなく測光動作を開始する。メインミラー３１の回動が完了していなければ、そのままステップＳ１０４へ進む。
【００４６】
ステップＳ１０４では、カメラシステム制御部５１は、ＡＦセンサ４６の出力を取り込む。そして、ステップＳ１０５では、取り込んだＡＦセンサ４６の出力を解析して、サブミラー４１の回動が完了したか否かを判断する。完了していなければ、ステップＳ１０６へ進み、既に測光動作が完了しているかを確認する。測光動作が完了していなければステップＳ１０１へ戻り、完了していればステップＳ１０４へ戻る。
【００４７】
ステップＳ１０５でサブミラー４１の回動が完了したと判断されれば、ステップＳ１０７に進み、カメラシステム制御部５１は次の撮影動作の一環として直ちに焦点調整動作を開始する。そして、焦点調整動作が完了すれば再びメインミラー３１およびサブミラー４１を退避状態へ回動して、撮像素子４８等による次の撮像処理へ移行する。
【００４８】
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。
【００４９】
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「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】
【００５０】
１０ 一眼レフカメラ、１１ 光軸、２０ レンズユニット、２１ レンズ群、２２ レンズマウント、３０ カメラユニット、３１ メインミラー、３２ メインミラー保持枠、３３ メインミラー回転軸、３４ メインミラー偏心ピン、３５ ピント板、３６ ペンタプリズム、３７ 接眼光学系、３８ 測光光学系、３９ ＡＥセンサ、４０ ファインダ表示部、４１ サブミラー、４２ サブミラー保持枠、４３ サブミラー回転軸、４４ サブミラー偏心ピン、４５ ＡＦ光学系、４６ ＡＦセンサ、４７ フォーカルプレーンシャッタ、４８ 撮像素子、４９ メイン基板、５０ 画像処理部、５１ カメラシステム制御部、５２ 背面表示部、５３ 二次電池、５４ カメラマウント、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０ 光線、１１１、１１７、１３１、１３７、１５１、１５７ 結像円、１７０ 直線、１７１ 矢印
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフカメラ代表されるレンズ交換式の撮像装置の多くには、被写体像を結像するピント板を介して被写体像の測光を行うＡＥセンサが設けられている。また、ピント板へ被写体光束を導く機構として、メインミラーが被写体光束に対して斜設される斜設状態と被写体光束から退避する退避状態を取り得るミラー保持機構が知られている。被写体光束は、斜設状態のときにピント板へ導かれ、退避状態のときに撮像面へ導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ミラー保持機構の斜設状態と退避状態の間における回動動作は、撮影動作に同期して繰り返し実行される。退避状態から斜設状態へ回動する場合、メインミラーが被写体光束をピント板へ向けて反射する正規の位置へ静止するまでには、メインミラー保持枠が回動を受け止める偏心ピンでバウンドするバウンド動作の収束を待たなければならない。バウンド動作の収束に要する時間はカメラの個体差、姿勢、環境温度等にも左右されるので、これまでは、バウンド動作が確実に収束する比較的長い時間を割り当てて、その後にＡＥセンサによる測光を再開していた。しかし、この割り当て時間が、単位時間当たりの撮影枚数の向上に対して障害となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の撮像装置における一つの態様においては、ファインダ光学系へ被写体像を導光する第１状態と撮像面へ被写体像を導光する第２状態との間で回動するメインミラー部と、メインミラー部が第１状態のときに被写体像を結像するピント板と、ピント板に結像する被写体像を測光するＡＥセンサと、ＡＥセンサの出力に基づいてメインミラー部の第２状態から第１状態への回動が完了したことを検出する検出部とを備える。
【０００６】
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】
【０００７】
【図１】一眼レフカメラの要部断面図である。
【図２】メインミラーのバウンド動作が収束するまでの様子を示す図である。
【図３】メインミラーが斜設状態と同位置にある場合の、被写体光束とピント板での結像の様子とを示す図である。
【図４】メインミラーが斜設状態からバウンドした場合の、被写体光束とピント板での結像の様子とを示す図である。
【図５】ファインダから観察される被写体像、焦点検出領域およびＡＥセンサの検出対象領域を示す図である。
【図６】サブミラーのバウンド動作に伴って、反射される被写体光束が変化する様子を示す図である。
【図７】ミラーダウン動作から次コマ撮像処理に至るシーケンスを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
図１は、一眼レフカメラ１０の要部断面図である。一眼レフカメラ１０は、レンズユニット２０とカメラユニット３０が組み合わされて撮像装置として機能する。
【００１０】
レンズユニット２０は、光軸１１に沿って配列されたレンズ群２１を備える。レンズ群２１は、入射される被写体光束をカメラユニット３０へ導く。レンズ群２１には、フォーカスレンズ、ズームレンズ等が含まれ、焦点調整、画角調整の指示に応じて光軸方向に移動できるように構成されている。レンズユニット２０は、カメラユニット３０との接続部にレンズマウント２２を備え、カメラユニット３０が備えるカメラマウント５４と係合して、カメラユニット３０と一体化する。
【００１１】
カメラユニット３０は、レンズユニット２０から入射される被写体光束を反射するメインミラー３１と、メインミラー３１で反射された被写体光束が結像するピント板３５を備える。メインミラー３１は、メインミラー保持枠３２に保持されてメインミラー回転軸３３周りに回動して、光軸１１を中心とする被写体光束中に斜設される斜設状態と、被写体光束から退避する退避状態を取り得る。
【００１２】
ピント板３５側へ被写体像を導く場合は、メインミラー３１は被写体光束中に斜設される。このとき、メインミラー保持枠３２の裏面がメインミラー偏心ピン３４と当接して、メインミラー３１の斜設角度が規定される。メインミラー偏心ピン３４は、回転することでメインミラー保持枠３２と当接する箇所を調整することができ、メインミラー３１の斜設角度を精確に設定できる。また、ピント板３５は、撮像素子４８の受光面と共役の位置に配置されている。ピント板３５で結像した被写体像は、ペンタプリズム３６で正立像に変換され、接眼光学系３７を介してユーザに観察される。
【００１３】
ペンタプリズム３６の射出面上方にはＡＥセンサ３９が配置されており、ＡＥセンサ３９の受光面には、ピント板３５に結像した被写体像が、ペンタプリズム３６および測光光学系３８を介して二次結像される。ＡＥセンサ３９は、被写体像の照度分布を検出するセンサであり、二次元配列された光電変換素子により構成される。具体的には、ピント板３５に結像する被写体像のぼけ量を検出できる程度の画素を有する固体撮像素子が用いられる。
【００１４】
ピント板３５とペンタプリズム３６の間には、液晶素子から構成されるファインダ表示部４０が配置されている。ファインダ表示部４０は、格子線、焦点調節領域等を表示することができ、ユーザはこれらを、接眼光学系３７を介して、ピント板３５に結像する被写体像に重ねて観察することができる。
【００１５】
斜設状態におけるメインミラー３１の光軸１１の近傍領域は、ハーフミラーとして形成されており、入射される被写体光束の一部が透過する。透過した被写体光束は、メインミラー３１と連動して回動するサブミラー保持枠４２に保持されたサブミラー４１で反射されて、ＡＦ光学系４５へ導かれる。ＡＦ光学系４５を通過した被写体光束は、ＡＦセンサ４６へ入射される。
【００１６】
なお、サブミラー保持枠４２は、メインミラー保持枠３２に設けられるサブミラー回転軸４３周りに回動する。そして、斜設状態においては、サブミラー保持枠４２の裏面がサブミラー偏心ピン４４と当接して、サブミラー４１の斜設角度が規定される。サブミラー偏心ピン４４は、回転することでサブミラー保持枠４２と当接する箇所を調整することができ、サブミラー４１の斜設角度を精確に設定できる。
【００１７】
ＡＦセンサ４６は、例えば、受光した被写体光束から位相差信号を出力する複数の光電変換素子列である。具体的には、被写体像の特定の領域に対応して設けられる複数の焦点調整領域のそれぞれにおいて、合焦状態、前ピン状態、後ピン状態を検出でき、前ピン状態、後ピン状態の場合には、合焦状態からのずれ量も検出することができるように構成されている。なお、サブミラー４１は、メインミラー３１が被写体光束から退避する場合は、メインミラー３１に連動して被写体光束から退避する。
【００１８】
斜設されたメインミラー３１の後方には、光軸１１に沿って、フォーカルプレーンシャッタ４７、撮像素子４８が配列されている。フォーカルプレーンシャッタ４７は、撮像素子４８へ被写体光束を導くときに開放状態を取り、その他のときに遮蔽状態を取る。そして、撮像素子４８は、例えばＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子であり、受光面で結像した被写体像を電気信号に変換する。
【００１９】
撮像素子４８で光電変換された電気信号は、メイン基板４９に搭載されたＤＳＰである画像処理部５０で画像データに処理される。メイン基板４９には、画像処理部５０の他に、カメラユニット３０のシステムを統合的に制御するＭＰＵであるカメラシステム制御部５１が搭載されている。カメラシステム制御部５１は、カメラシーケンスを管理すると共に、各構成要素の入出力処理等を行う。例えば、ＡＥセンサ３９から出力される被写体像の照度分布から露出値を演算し、ＡＦセンサ４６から出力される位相差信号から合焦制御を行う。
【００２０】
カメラユニット３０の背面には液晶モニタ等による背面表示部５２が配設されており、画像処理部５０で処理された被写体画像が表示される。背面表示部５２は、撮影後の静止画像に限らず、各種メニュー情報、撮影情報等を表示する。また、カメラユニット３０には、着脱可能な二次電池５３が収容され、カメラユニット３０に限らず、レンズユニット２０にも電力を供給する。
【００２１】
次に、メインミラー３１の退避状態から斜設状態への回動について説明する。図２は、メインミラー３１が待避状態から斜設状態へ回動したときに、メインミラー３１のバウンド動作が収束するまでの様子を示す図である。上述のように、メインミラー保持枠３２の裏面がメインミラー偏心ピン３４と当接して、メインミラー３１が静止する状態が斜設状態である。しかし、メインミラー３１を保持するメインミラー保持枠３２の回動動作は高速で行われるので、メインミラー保持枠３２の裏面はメインミラー偏心ピン３４に対して衝突することになる。すると、メインミラー保持枠３２は、衝突後にバウンドして、再びメインミラー偏心ピン３４から離間する。メインミラー保持枠３２は、メインミラー偏心ピン３４の方向へ付勢バネにより付勢されているので、付勢バネの付勢力と釣り合った後に、再びメインミラー偏心ピン３４の方向へ向かう。メインミラー保持枠３２は、このようなバウンド動作を繰り返して収束してゆき、やがてメインミラー偏心ピン３４と当接した状態で静止する。図２は、この様子を示すものであり、横軸に時間を、縦軸にメインミラー保持枠３２のメインミラー偏心ピン３４に対する変位を表す。図からもわかるように、メインミラー保持枠３２は、バウンドするたびに変位量が小さくなり、例えば２０ｍｓｅｃ程度の時間で静止する。バウンド動作が収束して静止するまでの時間は、カメラユニット３０の個体差、姿勢、周辺環境の温度等によって変化する。
【００２２】
一眼レフカメラ１０が次の撮影動作を行うには、被写体像がピント板３５に正しく結像されてはじめてＡＥセンサ３９による測光動作を開始することができるので、メインミラー３１が静止するまで待つ必要がある。したがって、単位時間当たりの撮影枚数を向上させるには、測光動作をいち早く再開することが肝要である。そこで、本実施形態においては、ＡＥセンサ３９を用いてメインミラー３１の静止をいち早く検出する。以下に具体的に説明する。
【００２３】
図３は、メインミラー３１が斜設状態と同位置にある場合の、被写体光束とピント板３５での結像の様子とを示す図である。特に、図３（ａ）は、ピント板３５をペンタプリズム３６側から観察した様子を模式的に表した図であり、図３（ｂ）は、光軸１１に沿って入射する被写体光束が、メインミラー３１に反射されてピント板３５へ到達する様子を複数の光線で模式的に表した図である。図３（ａ）と図３（ｂ）は、それぞれに示されるピント板３５の中心線が一致するように、対応させて表されている。
【００２４】
図３（ｂ）に示すように、被写体光束のうち光軸１１に対して上方から順に光線１１０、１２０、１３０、１４０、１５０とする。光線１３０は光軸１１上の光線である。光線１１０は、メインミラー３１のうちメインミラー回転軸３３に近い位置で反射され、ピント板３５のうち図で示すｚ軸＋側の位置に到達する。光線１３０は、メインミラー３１の中心で反射され、ピント板３５の中心へ到達する。光線１５０は、メインミラー３１のうちメインミラー回転軸３３から遠い位置で反射され、ピント板３５のうち図で示すｚ軸−側の位置に到達する。光線１２０は、光線１１０と光線１３０の中間を示し、光線１４０は、光線１３０と光線１５０の中間を示す。
【００２５】
図３（ａ）で示す複数の円は、図３（ｂ）で示す各々の光線がメインミラー３１で反射されピント板３５に到達した場合の結像の様子を模式的に表す結像円である。なおここでは、光線１１０から１５０は、各々ｘ軸方向に７本の光線から成るものとする。例えば、光線１１０に対応する結像円は、結像円１１１から結像円１１７までｘ軸に沿って示される７つの円であり、光線１３０に対応する結像円は、結像円１３１から結像円１３７までｘ軸に沿って示される７つの円であり、光線１５０に対応する結像円は、結像円１５１から結像円１５７までｘ軸に沿って示される７つの円である。
【００２６】
結像円の直径は、小さいほどピントが合っている状態を表す。図３（ａ）は、レンズユニット２０により被写体像全体に対して理想的に焦点調整および絞り調整されて、ピント板３５に結像する被写体像の全面が合焦状態にある場合を示す。つまり、図３（ａ）に示される結像円は、それぞれ同じ大きさでありかつ最小の円である。
【００２７】
図４は、図３に対応させて、メインミラー３１が斜設状態からバウンドした場合の、被写体光束とピント板３５での結像の様子とを示す図である。特に、図４（ａ）は、ピント板３５をペンタプリズム３６側から観察した様子を模式的に表した図であり、図４（ｂ）は、光軸１１に沿って入射する被写体光束が、メインミラー３１に反射されてピント板３５へ到達する様子を複数の光線で模式的に表した図である。図４（ａ）と図４（ｂ）は、それぞれに示されるピント板３５の中心線が一致するように、対応させて表されている。
【００２８】
図４（ｂ）で示すように、メインミラー３１がバウンドして斜設状態と同位置よりも少しピント板３５側へ回動した位置にある場合、光線１１０から光線１４０は、図３（ｂ）の位置よりもｚ軸−側でメインミラー３１に反射され、ピント板３５に到達する。一方、光線１５０については、回動したメインミラー３１の端より外側に位置するので、メインミラー３１に反射されることがなく、したがってピント板３５に到達できない。図示するように、光線１４０と光線１５０の間に位置する光線１６０が、メインミラー３１で反射される限界となる。
【００２９】
図４（ｂ）のように反射された各々の光線は、図４（ａ）で示すようにピント板３５で結像する。ピント板３５に到達するまでの光線１１０の光路長は、メインミラー３１が斜設状態と同位置にある場合の光路長よりも短くなる。すなわち、本来ピントが合う位置よりも結像面が前に存在する状態に相当するので、ピント板３５上での像は光路長が短くなった分だけぼけることになる。したがって、光線１１０に対応する、ｘ軸方向に沿って配列する結像円１１１から結像円１１７の各々の結像円は、メインミラー３１が斜設状態と同位置にある場合の結像円よりも大きく示される。
【００３０】
メインミラー３１は、メインミラー回転軸３３を中心に回動するので、メインミラー３１で反射される各々の光線は、メインミラー回転軸３３から遠ざかるほどピント板３５に到達するまでの光路長が短くなる。すなわち、ピント板３５上でのぼけ量が大きくなる。したがって、図４（ａ）で示される結像円において、ｚ軸−側の結像円ほど半径が大きくなる。例えば、光線１３０に対応する、ｘ軸方向に沿って配列する結像円１３１から結像円１３７の各々の結像円の直径は、光線１１０に対応する、ｘ軸方向に沿って配列する結像円１１１から結像円１１７の各々の結像円の直径よりも大きい。なお、ｘ軸方向に沿って一列に配列される結像円については、メインミラー回転軸３３がｘ軸方向である限り同じ距離だけ光路長が短くなるので、それぞれの直径は同一である。
【００３１】
メインミラー３１が回動することにより、光線１６０がメインミラー３１で反射される限界となるので、光線１５０を含む被写体光束の一部はピント板３５に到達しないことになり、ピント板３５上の被写体像は、その分だけ欠けることになる。つまり、光線１６０に対応する直線１７０が被写体像の境界となり、直線１７０よりｚ軸−側には被写体像が現れなくなる。この直線１７０は、メインミラー３１が斜設状態から離れて変位が大きくなるほど矢印１７１方向へ移動し、ピント板３５に結像する被写体像の領域が小さくなる。なお、図４（ａ）の直線１７０近傍の結像円は、ぼけの周辺部が直線１７０でカットされたＤ形状として表している。
【００３２】
上述のように、メインミラー３１のバウンド動作は、図３（ａ）と図４（ａ）に表されるように、ピント板３５に結像される被写体像のぼけ量の変化と、ｚ軸方向の結像領域の変化として現れる。本実施形態においては、バウンド動作が収束しメインミラー３１が斜設状態に静止したことを、ＡＥセンサ３９の出力を用いてこれらの変化を監視することにより検出する。
【００３３】
具体的には、例えば１ｍｓｅｃごとにカメラシステム制御部５１がＡＥセンサ３９の出力を画像データとして取り込み、前後するフレーム間で比較をして、被写体像のぼけ量の変化、ｚ軸方向の結像領域の変化を判断する。いずれの変化を監視するか、あるいは、いずれの変化も監視するかは、フレームレート、撮影モード、ＡＥセンサの画素数等に応じて適宜設定される。例えば、前後するフレーム間でぼけ量の変化がなく、または、結像領域に変化がなければ、カメラシステム制御部５１は、バウンド動作は収束しメインミラー３１は斜設状態で静止したと判断する。
【００３４】
または、ＡＥセンサ３９の被写体像の蓄積時間を少し長めの例えば３ｍｓｅｃ程度に設定し、この出力を繰り返し画像データとして取り込む。そして、１フレームごとの取得画像に、ｘ軸方向の像の流れ、ぼけの重畳が認められるか否かを判断する。このとき、１フレーム内にｘ軸方向の像の流れ、ぼけの重畳が認められなくなれば、カメラシステム制御部５１は、バウンド動作は収束しメインミラー３１は斜設状態で静止したと判断する。
【００３５】
このように、メインミラー３１のバウンド動作の収束、回動動作の完了をほぼリアルタイムに検出できれば、直ちに次の撮影動作の測光動作を開始することができる。したがって、単位時間当たりの撮影枚数向上に大きく寄与する。
【００３６】
上記の説明においては、レンズユニット２０により被写体像全体に対して理想的に焦点調整および絞り調整されて、ピント板３５に結像する被写体像の全面が合焦状態にある場合を想定した。しかし、実際の撮影においては、被写体像の一部にピントが合うように焦点調整および絞り設定がなされ、斜設状態においても、他の領域はそもそもぼけた状態でピント板３５に結像することが多い。すると、ぼけた状態を基準としてさらにぼけるぼけ量の変化を監視することになり、正確な検出が行えない場合がある。そこで、より正確に回動動作の完了を検出すべく、被写体像のうちオートフォーカスにより焦点検出を行ってピントを合わせをした特定の部分領域を検出の対象とする。以下に具体的に説明する。
【００３７】
図５は、ファインダから観察される被写体像、焦点検出領域７１およびＡＥセンサ３９の検出対象領域７２を示す図である。焦点検出領域７１は２次元的に複数設けられており、ユーザの設定により、または、カメラシステム制御部５１がシーンを判別して特定の一つの焦点検出領域７１が選択されて、その領域でオートフォーカスが行われる。カメラシステム制御部５１がシーンを判別する場合、例えば近点優先、顔検出優先等のアルゴリズムにより一つの焦点検出領域７１が選択される。ＡＥセンサ３９の検出対象領域７２は、各々の焦点検出領域７１を取り囲むように設定されている。焦点検出領域７１が密に配置されているときは、検出対象領域７２は互いに重なる領域があっても良い。なお、焦点検出領域７１は、適宜ファインダ表示部４０に表示されるが、検出対象領域７２は表示されなくても良い。
【００３８】
メインミラー３１が退避状態から斜設状態へ回動する場合、その退避状態において撮影動作を行っている。その撮影動作においては、オートフォーカスモードが実行されるＡＦモードが選択されている場合、一つの焦点検出領域７１が選択されて、その領域でピントを合わせが行われている。すると、この選択された焦点検出領域７１の近傍における被写体像は、レンズユニット２０により合焦状態に調整されていることが期待できる。そして、メインミラー３１が斜設状態に回動したとき、この領域における被写体像は、ピント板３５上に合焦状態で結像することが期待できる。
【００３９】
したがって、バウンド動作の収束を検出するときは、この選択された焦点検出領域７１を含む検出対象領域７２に絞ってＡＥセンサ３９の出力を監視すれば良い。カメラシステム制御部５１は、ＡＥセンサ３９の出力をピント板３５の全体領域で取り込み、後に画像処理でその検出対象領域７２を切り出して監視、判断する。または、カメラシステム制御部５１は、ＡＥセンサ３９がその検出対象領域７２のみを出力するように、間引き読み出しを行って監視、判断しても良い。後者の場合は、ＡＥセンサ３９の一部の出力をのみを取り込めばよいので、フレームレートを上げることが期待できる。
【００４０】
ＡＥセンサ３９による測光動作は、被写体像の輝度等を検出することにより最適なシャッタ速度、絞り値、ＩＳＯ感度の露出値をカメラシステム制御部５１が決定する。例えば、絞り値とＩＳＯ感度がユーザの指定により固定されていると、カメラシステム制御部５１は、測光動作により、最適な絞り値を決定する。このような、カメラシステム制御部５１による最適な露出値の決定は、ユーザによりＡＥモードが設定されているときに実行される。したがって、ユーザによりＡＥモードが設定されているときには、撮影動作に測光動作を伴うので上述のようにメインミラー３１の回動動作の完了を検出し、ＡＥモードが設定されていないときには、測光動作は不要なので回動動作完了の検出を行わないように設定しても良い。
【００４１】
図１を用いて説明したように、サブミラー４１も、メインミラー３１と同様に、ＡＦセンサ４６へ導光する斜設状態と、被写体光束から退避する退避状態を取り得る。また、サブミラー４１が退避状態から斜設状態に回動するとき、サブミラー保持枠４２の裏面がサブミラー偏心ピン４４と衝突して、バウンド動作が生じる。図６は、サブミラー４１のバウンド動作に伴って、反射される被写体光束が変化する様子を示す図である。ＡＦセンサ４６に結像される被写体像についても、ＡＥセンサ３９が観察するピント板３５の被写体像と同等の関係を見出すことができる。すなわち、サブミラー４１の回動動作の完了を、ＡＦセンサ４６に結像される被写体像のぼけ量の変化と結像領域の変化を観察して検出することができる。
【００４２】
ただし、ＡＦセンサ４６の構造がＡＥセンサ３９の構造と異なる場合は、その構造に合わせた検出を要する。例えば、ＡＦセンサ４６が、複数の焦点検出領域７１に応じた位相差を出力する位相差検出センサである場合、被写体像のぼけ量の変化は位相差の変化として検出される。
【００４３】
このように、サブミラー４１のバウンド動作の収束、回動動作の完了をほぼリアルタイムに検出できれば、直ちに次の撮影動作の焦点調整動作を開始することができる。したがって、単位時間当たりの撮影枚数向上に大きく寄与する。なお、焦点調整動作は、ユーザによりオートフォーカスが行われるＡＦモードが設定されているときに実行される。したがって、ユーザによりＡＦモードが設定されているときには、撮影動作に焦点調整動作を伴うので上述のようにサブミラー４１の回動動作の完了を検出し、ＡＦモードが設定されていないときには、焦点調整動作は不要なので回動動作完了の検出を行わないように設定しても良い。
【００４４】
次に、メインミラー３１およびサブミラー４１の、退避状態から斜設状態へのミラーダウン動作の開始から、次の撮影が指示され撮像処理を開始するまでのシーケンスについて説明する。図７は、ミラーダウン動作から次コマ撮像処理に至るシーケンスを示すフロー図である。
【００４５】
ミラーダウン動作が開始されると、メインミラー３１およびサブミラー４１は退避状態から斜設状態への回動を開始する。ステップＳ１０１では、カメラシステム制御部５１は、メインミラー３１の回動開始に同期してＡＥセンサ３９の出力を画像データとして取り込む。そして、ステップＳ１０２では、取り込んだ画像データを解析して、メインミラー３１の回動が完了したか否かを判断する。完了していれば、ステップＳ１０３に進み、カメラシステム制御部５１は次の撮影動作の一環として直ちに測光動作を開始してステップＳ１０４へ進む。つまり、サブミラー４１の回動完了を待つことなく測光動作を開始する。メインミラー３１の回動が完了していなければ、そのままステップＳ１０４へ進む。
【００４６】
ステップＳ１０４では、カメラシステム制御部５１は、ＡＦセンサ４６の出力を取り込む。そして、ステップＳ１０５では、取り込んだＡＦセンサ４６の出力を解析して、サブミラー４１の回動が完了したか否かを判断する。完了していなければ、ステップＳ１０６へ進み、既に測光動作が完了しているかを確認する。測光動作が完了していなければステップＳ１０１へ戻り、完了していればステップＳ１０４へ戻る。
【００４７】
ステップＳ１０５でサブミラー４１の回動が完了したと判断されれば、ステップＳ１０７に進み、カメラシステム制御部５１は次の撮影動作の一環として直ちに焦点調整動作を開始する。そして、焦点調整動作が完了すれば再びメインミラー３１およびサブミラー４１を退避状態へ回動して、撮像素子４８等による次の撮像処理へ移行する。
【００４８】
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。
【００４９】
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「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】
【００５０】
１０ 一眼レフカメラ、１１ 光軸、２０ レンズユニット、２１ レンズ群、２２ レンズマウント、３０ カメラユニット、３１ メインミラー、３２ メインミラー保持枠、３３ メインミラー回転軸、３４ メインミラー偏心ピン、３５ ピント板、３６ ペンタプリズム、３７ 接眼光学系、３８ 測光光学系、３９ ＡＥセンサ、４０ ファインダ表示部、４１ サブミラー、４２ サブミラー保持枠、４３ サブミラー回転軸、４４ サブミラー偏心ピン、４５ ＡＦ光学系、４６ ＡＦセンサ、４７ フォーカルプレーンシャッタ、４８ 撮像素子、４９ メイン基板、５０ 画像処理部、５１ カメラシステム制御部、５２ 背面表示部、５３ 二次電池、５４ カメラマウント、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０ 光線、１１１、１１７、１３１、１３７、１５１、１５７ 結像円、１７０ 直線、１７１ 矢印
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファインダ光学系へ被写体像を導光する第１状態と撮像面へ被写体像を導光する第２状態との間で回動するメインミラー部と、
前記メインミラー部が前記第１状態のときに被写体像を結像するピント板と、
前記ピント板に結像する被写体像を測光するＡＥセンサと、
前記ＡＥセンサの出力に基づいて前記メインミラー部の前記第２状態から前記第１状態への回動が完了したことを検出する検出部と
を備える撮像装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記ＡＥセンサが出力する前記被写体像の所定方向の動きを判断して前記回動の完了を検出する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記ＡＥセンサが出力する前記被写体像のぼけ量の変化を判断して前記回動の完了を検出する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記被写体像の全体領域に対して焦点検出を行った領域を含む部分領域の出力に基づいて前記回動の完了を検出する請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ＡＥセンサは、前記検出部により前記回動の完了を検出するときは、前記部分領域に対応する領域のみを出力する請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記ＡＥセンサの出力に基づいて露出値が自動的に決定されるＡＥモードが設定されているときに前記回動の完了を検出する請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記メインミラー部に連動して、前記メインミラー部が前記第１状態のときに前記被写体像の少なくとも一部をＡＦ光学系へ導光する第３状態と、前記メインミラー部が前記第２状態のときに前記被写体像を撮像面へ導光する第４状態との間で回動するサブミラー部と、
前記サブミラー部が前記第３状態のときに前記被写体像の少なくとも一部の合焦状態を検出するＡＦセンサと
を備え、
前記検出部は、前記ＡＦセンサの出力に基づいて前記サブミラー部の前記第４状態から前記第３状態への回動が完了したことを検出する請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記ＡＦセンサの出力に基づいてオートフォーカスが行われるＡＦモードが設定されているときに前記回動の完了を検出する請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記検出部が、前記メインミラー部の前記第２状態から前記第１状態への回動が完了したことを検出したら、前記サブミラー部の前記第４状態から前記第３状態への回動が完了したことを検出する前であっても、前記ＡＥセンサによる前記被写体像の測光を開始する請求項７または８に記載の撮像装置。
【請求項１】
ファインダ光学系へ被写体像を導光する第１状態と撮像面へ被写体像を導光する第２状態との間で回動するメインミラー部と、
前記メインミラー部が前記第１状態のときに被写体像を結像するピント板と、
前記ピント板に結像する被写体像を測光するＡＥセンサと、
前記ＡＥセンサの出力に基づいて前記メインミラー部の前記第２状態から前記第１状態への回動が完了したことを検出する検出部と
を備える撮像装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記ＡＥセンサが出力する前記被写体像の所定方向の動きを判断して前記回動の完了を検出する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記ＡＥセンサが出力する前記被写体像のぼけ量の変化を判断して前記回動の完了を検出する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記被写体像の全体領域に対して焦点検出を行った領域を含む部分領域の出力に基づいて前記回動の完了を検出する請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ＡＥセンサは、前記検出部により前記回動の完了を検出するときは、前記部分領域に対応する領域のみを出力する請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記ＡＥセンサの出力に基づいて露出値が自動的に決定されるＡＥモードが設定されているときに前記回動の完了を検出する請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記メインミラー部に連動して、前記メインミラー部が前記第１状態のときに前記被写体像の少なくとも一部をＡＦ光学系へ導光する第３状態と、前記メインミラー部が前記第２状態のときに前記被写体像を撮像面へ導光する第４状態との間で回動するサブミラー部と、
前記サブミラー部が前記第３状態のときに前記被写体像の少なくとも一部の合焦状態を検出するＡＦセンサと
を備え、
前記検出部は、前記ＡＦセンサの出力に基づいて前記サブミラー部の前記第４状態から前記第３状態への回動が完了したことを検出する請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記ＡＦセンサの出力に基づいてオートフォーカスが行われるＡＦモードが設定されているときに前記回動の完了を検出する請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記検出部が、前記メインミラー部の前記第２状態から前記第１状態への回動が完了したことを検出したら、前記サブミラー部の前記第４状態から前記第３状態への回動が完了したことを検出する前であっても、前記ＡＥセンサによる前記被写体像の測光を開始する請求項７または８に記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１１２８７８（Ｐ２０１１−１１２８７８Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６９３０９（Ｐ２００９−２６９３０９）
【出願日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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