JP4541808B2 - 撮像装置及び撮像システム - Google Patents
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Description
いる。撮影光学系2は、1又は複数のレンズ群から構成され、その全てもしくは一部を
移動させることで焦点距離を変化させたり、フォーカス調節を行ったりすることができ
る。
ーカス駆動ユニットであり、4は焦点調節レンズ2aの位置を検出するためのフォーカ
ス位置検出器4である。
等からなるレンズ制御回路5である。
ンズ(図示せず)を駆動するためのズーム駆動ユニット、絞りユニット(図示せず)、
変倍レンズや絞り位置を検出するための検出器が収容されている。
に移動させるために回転又は移動する鏡筒に設けられたエンコーダ用の電極と、これに
接触する検出用の電極等を用いて構成され、焦点調節レンズ2aの位置又は基準位置か
らの移動量に対応する信号を出力するものが用いられている。但し、フォーカス位置検
出器4としてはこれに限らず、光学式や磁気式等の各種検出器を用いることができる。
に配置された主ミラー9で上方に反射した光により被写体像が形成される焦点板17、
焦点板17に形成された被写体像を反転するペンタプリズム18および接眼レンズ19
からなるファインダ光学系とが収容されている。
方に導くサブミラー10が、主ミラー9とともに撮影光路に対して進退可能に設けられ
ている。
ット12と、カメラ本体8の全ての制御を司るカメラ制御回路13と、撮影光学系2が
形成する被写体像を光電変換するCCD,CMOSセンサ等の撮像素子11とが収容さ
れている。
影画像)のコントラスト検出を行い、撮影光学系2内の焦点調節レンズ2aが合焦位置
にあるか否かを判定する合焦判定ユニット16と、この合焦判定ユニット16からの出
力と焦点検出ユニット12からの出力との差分を算出する演算回路14と、この演算回
路14により算出された差分量を補正情報として記憶するEEPROM等の記憶回路1
5とが収容されている。なお、合焦判定ユニット16は、いわゆるコントラスト検出方
式により撮影レンズの自動合焦制御を行う焦点検出装置として知られているものと同様
のものである。
構成される。
た状態で通信接点7を介して各種情報のやり取りやカメラ本体8側から撮影レンズ1側
への電源供給が行われる。また、カメラ本体8には、前述した補正情報を算出および記
憶するためのキャリブレーションモードを設定するためのスイッチ(図示せず)を有し
ている。
図において、27は撮影光学系2の光軸上の光線であり、撮影光学系2から主ミラー9
を透過して撮像素子11の撮像面11aに至る。21はサブミラー10よる撮像面18
に共役な近軸的結像面、22は反射鏡である。23は赤外カットフィルタである。
光学系であり、絞り24の2つの開口部24−1,24−2に対応して配置された2つ
のレンズ25−1,25−2を有している。36は反射鏡であり、26は光電変換素子
(センサ)である。この光電変換素子26は、2つのエリアセンサ26−1,26−2
を有している。
を撮影光学系2の射出瞳付近に投影する収束性のパワー(屈折力:焦点距離の逆数)を
持っている。
にアルミニウムや銀等の金属膜が蒸着されていて、焦点検出を行う範囲を制限する視野
マスクの働きを兼ねている。
させるため、必要最低限の領域のみにアルミニウムや銀等の金属膜が蒸着されている。
なお、各反射鏡の反射面として機能しない領域には、光吸収性の塗料等を塗布するのが
よい。
の2つの開口部24−1,24−2を開口幅の狭い方向に並べた構成となっている。図
中に点線で示されているのは、絞り24の開口部24−1,24−2に対応してその光
射出側に配置されている2次結像系25の各レンズ25−1,25−2である。
リアセンサ26−1,26−2はそれぞれ、この図に示すように2次元的に画素を配列
したセンサであり、これらエリアセンサ26−1,26−2は2つ並べられている。
2に示すように、撮影光学系2からの光束27−1,27−2が主ミラー19のハーフ
ミラー面を透過した後、サブミラー10によりほぼ主ミラー19の傾きに沿った方向に
反射され、反射鏡22によって後方に向きを変えられた後、赤外カットフィルタ23を
通ってそれぞれ絞り24の2つの開口部24−1,24−2を通る。
結像系25のレンズ25−1,25−2により集光され、反射鏡36で下方に向きを変
えられて光電変換素子26上のエリアセンサ26−1,26−2にそれぞれ到達する。
他の位置に結像する光束についても同様の経路を経て、光電変換素子26に達し、全体
として撮像素子11上の所定の2次元領域に対応する被写体像に関する2つの領域の光
量分布が光電変換素子26の各エリアセンサ26−1,26−2上に形成される。
に対して、位相差検出方式の検出原理に従って、被写体像の分離方向および分離量、す
なわち図4に示す2つのエリアセンサ26−1,26−2上での上下方向における相対
的位置関係を、エリアセンサ26−1,26−2上の各位置で算出することで、撮影光
学系2の焦点調節状態の検出(以下、焦点検出という)を行い、その結果を焦点外れ量
(デフォーカス量)Dとして出力する。
ンズごとの個体差や焦点検出ユニット12の個体差を含んでいないため、記憶回路6に
記憶されている設計上の補正値をそのまま用いても、真に正確な合焦状態を得ることが
難しい。
ット12を用いて算出された合焦位置との差分量を演算回路14により算出し、この差
分量を現に装着されている撮影レンズ1の固有の補正情報としてカメラ本体側の記憶回
路15に記憶する。なお、ここでは、この撮影レンズ1の固有の補正情報を得るための
一連の動作をキャリブレーションと称する。
システムの動作について説明する。第1の前提技術では、撮影レンズ1を新たにカメラ本体8に装着したとき又は交換したときに、カメラ本体8に設けられたキャリブレーションスイッチ(図示せず)を撮影者がオンすることによって、カメラ制御回路13がキャリブレーションモードに入り、以下のフローを実行する。
のオンによってキャリブレーション動作がスタートする(ステップ501)。
ット3を通じて焦点調節レンズ2aを所定位置に移動させる(ステップ502)。次に、
撮像素子11から得られる画像信号のコントラストを合焦判定ユニット16に検出させ
る(ステップ503)。そして、ステップ503が所定回数Nに達するまで、ステップ
502での焦点調節レンズ2aの微小移動(ウォブリング)とステップ503でのコン
トラスト検出とを繰り返し行わせる(ステップ503a)。
い画像信号が得られた焦点調節レンズ2aの位置を合焦位置と判定し、カメラ制御回路
13に信号を送る。カメラ制御回路13はそのときのフォーカス位置検出器4からの位
置情報をレンズ制御回路5を通じて得て、合焦位置情報を作成する(ステップ504)。
検出を行わせ、そのときの検出結果、すなわち焦点外れ量(デフォーカス量)を焦点調
節レンズ2aの合焦方向への駆動量に換算した値を、フォーカス位置検出器4からの位
置情報に加えて合焦位置情報を作成する(ステップ505)。
情報と、第1の焦点検出ユニット12による検出結果から得られた合焦位置情報との差
分である合焦位置補正値を演算回路14に算出させる(ステップ506)。
テップ507)。以上でキャリブレーションが終了する。
動等によって誤差が生じることも考えられるため、ステップ504とステップ505は
実質的に同時に行われることがより望ましい。
被写体の移動等により誤差が生じることが考えられるため、カメラ内にキャリブレーシ
ョン用のチャートを内蔵し、このチャートを用いてキャリブレーションを行う方法や、
パーソナルコンピュータとの接続によりPCの画面上にチャートを映し出し、このチャ
ートを用いてキャリブレーションを行う方法を採るようにしてもよい。
を用いると、より高精度なキャリブレーションを行うことが可能となる。
この合焦位置補正値のみを記憶させるようにしてもよいし、上記式(1)中の補正値C
の値を含むような数値として記憶してもよい。
き換えて記憶させてもよいし、補正値Cとは別の補正値として記憶させるようにしても
よい。
離に対応づけて合焦位置補正値を記憶回路14等に記憶させるようにすれば、被写体距
離にかかわらず高精度な合焦制御を行わせることができる。
ズ機種を識別する識別情報ごとに合焦位置補正値を記憶回路14等に記憶させておくよ
うにしてもよい。
際に撮影を行う場合のカメラの動作について、図6のフローチャートを用いて説明する。
に記憶されているものとする。
(ステップ601)、カメラ制御回路13は、焦点検出ユニット12により位相差検出
方式での焦点検出を行わせる(ステップ602)。
量)に基づいて算出した焦点調節レンズ2aの合焦駆動量とフォーカス位置検出器4に
より検出された現在の焦点調節レンズ2aの位置情報とから、焦点調節レンズ2aの合
焦目標位置となる合焦位置情報(合焦制御情報)を作成し、さらにこの合焦位置情報に
対し、撮影レンズ1に固有の設計上の補正値Cおよびキャリブレーションモードで作成
した合焦位置補正値を用いて補正を行う(ステップ603)。
に駆動指令を通信する。レンズ制御回路5は、フォーカス駆動ユニット3を通じて焦点
調節レンズを、補正された合焦位置情報に対応する位置がフォーカス位置検出器4によ
り検出されるまで駆動し、合焦動作を完了する(ステップ604)。
(ステップ605)、撮影を行う(ステップ606)。
8内の記憶回路15に記憶させておくことにより、補正値Cを撮影レンズ1とカメラ本
体8との間で通信する必要がなくなり、さらに高速での合焦制御が可能となる。
キャリブレーション動作のフローチャートを示している。なお、カメラシステムの構成
は、第1の前提技術と同様である。このため、第1の前提技術と共通する構成要素には第1の前提技術と同符号を付して説明する。第2の前提技術では、キャリブレーションモードを設定せずに自動的に合焦位置補正値を算出する。
3は、焦点検出ユニット12に位相差検出方式による焦点検出を行わせ、第1の前提技術と同様に合焦位置情報を作成する(ステップ702)。次に、この合焦位置情報に基づいて、レンズ制御回路5およびフォーカス駆動ユニット3を通じて焦点調節レンズ2aを駆動させ、合焦動作を行わせる(ステップ703)。
駆動された位置にある焦点調節レンズ2aを微小量移動させる(ステップ704)。
わせ(ステップ705)、ステップ704とステップ705を所定のN回繰り返した後
(ステップ705a)、検出したコントラストのうち最もコントラストの高い画像信号
が得られたときの焦点調節レンズ2aの位置(フォーカス位置検出器4により検出され
た位置)から合焦位置情報を作成する(ステップ706)。
12を用いて得られた合焦位置情報との差分である合焦位置補正値を演算回路14にて
算出する(ステップ707)。
以上の動作によりキャリブレーションが終了する。
ボタンに触れていない状況で行い、撮影者がシャッターボタンを第1ストローク操作し
たときにはキャリブレーションを中断するといった方法を採ることができる。また、実
際の撮影時に、設定されたシャッタースピードの1/2以下のシャッタースピードで焦
点調節レンズ2aを移動させながら(異なる合焦状態で)複数回撮影を行い、最もジャス
トピントのものを選択し、撮影終了後の画像処理により明るさを補正して、設定された
シャッタースピードでの撮影と同等の撮影画像が得られるようにする方法を用いてもよ
い。
記第1の前提技術にて説明したのと同様である。
次に、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
いる。なお、第1の前提技術と共通する構成要素には、第1の前提技術と同符号を用いている。但し、第1および第2の前提技術にて説明した合焦位置のキャリブレーションに関する構成要素は、図8において省略している。
1と、撮像素子11の露光量を検出するための露光量検出回路22と、演算回路を兼ね
るカメラ制御回路13'と、記憶回路24とが第1の前提技術のカメラ本体8に追加されている。
撮影者のスイッチ操作によりキャリブレーションモードに入ると(ステップ901)、カメラ制御回路13'は、測光ユニット20に測光を行わせる(ステップ902)。その後、測光ユニット12による測光結果に基づいて露出を設定し(ステップ903)、設定された露出(露出値)での撮影を行う(ステップ904)。
った複数回の画像撮影時に同時に露出変更をしながら撮影を行うことで行ってもよい。
ついて、図10のフローチャートを用いて説明する。
テップ1001)、カメラ制御回路13'は、測光ユニット20に測光を行わせる(ステ
ップ1002)。
4に記憶された露出補正値を用いて補正する(ステップ1003)。さらに、この補正
された結果に基づいて撮影時の露出設定を行う(ステップ1004)。
制御回路13'は撮影を行う(ステップ1005)。
の露出補正を行うことで、最適な露出の設定が可能となる。
施例にて説明した露出キャリブレーションは、撮影レンズ1が交換されるごとに行われ
ることが望ましいため、新たに装着された撮影レンズ1に対応する合焦位置補正値や露
出補正値がカメラ本体8の記憶回路に記憶されていない場合には、撮影者にその旨を音
や表示によって警告することが望ましい。
2 撮像光学系
3 フォーカス駆動ユニット
4 フォーカス位置検出器
5 レンズ制御回路
6 記憶回路
7 通信接点
8 カメラ本体
9 主ミラ−
10 サブミラー
11 撮像素子
12 焦点検出ユニット
13,13' カメラ制御回路
14 演算回路
15 記憶回路
16 合焦判定ユニット
17 焦点板
18 ペンタプリズム
19 接眼光学系
20 測光ユニット
21 露出制御回路
22 露光量検出回路
24 記憶回路
Claims (2)
- 撮影レンズの着脱交換が可能で、前記撮影レンズにより形成される被写体像を受け、これを光電変換する撮像素子を有する撮像装置であって、
前記撮影レンズからの光を用いて測光を行う測光手段と、
前記撮像素子が受ける露光量を検出する露光量検出手段と、
前記撮影レンズが交換される毎に、露出値が互いに異なる複数回の撮影と該撮影ごとの前記露光量検出手段を用いた前記露光量の検出とを行い、該撮影ごとに検出された前記露光量のうち最適露出となる露光量に対する前記露出値から、前記測光手段を用いて得られた露出値を補正するための補正情報を求める手段とを有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置と、前記撮像装置に着脱交換が可能な撮影レンズとを有することを特徴とする撮像システム。
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