(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
(実施形態)
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す図面には、説明と理解とを容易にするために、必要に応じてXYZの直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸Oを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラ位置(以下、正位置という)において撮影者から見た左右方向をXとする。また、正位置において鉛直方向をYとする。さらに、正位置において被写体方向をZとする。
【0010】
図1は、実施形態のカメラ1を左右方向Xから見た図である。
図2は、実施形態のカメラ1の上面図(上側Y2から見た図)である。
図1に示すように、カメラ1(カメラボディ)は、デジタル一眼レフカメラである。交換レンズ2は、マウントによってカメラ1に交換可能に装着される。交換レンズ2は、三脚3(支持部材)に着脱可能に装着されている。カメラ1及び交換レンズ2は、交換レンズ2が三脚3に装着されることにより、一体で三脚3に固定される。
【0011】
交換レンズ2は、防振レンズ4、検出器5、絞り6を備える。
防振レンズ4は、像面での像ブレを防止するために駆動されるレンズである。防振レンズ4は、防振レンズ駆動部4a(
図3参照)によって駆動される。
検出器5は、カメラ1及び交換レンズ2の振動を検知するための角速度センサである。検出器5は、検出情報を制御部21(
図3参照)に出力する。
絞り6は、数枚の絞り羽根を用いて、交換レンズ2の撮影光学系から撮像素子9へと導かれる被写体光の光量を増減するための部材である。絞り6は、アクチュエータ等を備える絞り駆動部6a(
図3参照)によって駆動される。
【0012】
図1、
図2に示すように、カメラ1は、ミラー7、シャッタ8、撮像素子9、レリーズボタン12、切換SW13、モード変更ボタン14を備える。
図1に示すように、ミラー7は、基準位置及び退避位置の間で駆動されるクイックリターンミラーである。ミラー7は、基準位置では、交換レンズ2からの光軸Oを、上側Y2に配置されたペンタプリズム(図示せず)側に導くために、光軸O1に対して約45度傾けて配置されている。ミラー7は、レリーズ操作に応じて、矢印E方向に駆動し退避位置(
図1に破線で示す)に配置され、被写体光を撮像素子9側に導く。ミラー7は、アクチュエータ等を備えるミラー駆動部7a(
図3参照)によって駆動される。
【0013】
シャッタ8は、レリーズボタン12の操作に応じてシャッタ幕を走行させることより、被写体光を撮像素子9に導くフォーカルプレーンシャッタ等である。シャッタ8は、アクチュエータ等を備えるシャッタ駆動部8a(
図3参照)によって駆動される。
撮像素子9は、交換レンズ2の撮影光学系により結像された被写体の光学像を撮像し、撮像データを取得するための撮像部であり、例えば、光を電気信号に変換するCCD、CMOS等の光電変換素子である。
【0014】
図2に示すように、レリーズボタン12、切換SW13、モード変更ボタン14は、撮影者が操作する操作部である。レリーズボタン12、切換SW13、モード変更ボタン14は、操作情報を制御部21(
図3参照)に出力する。
【0015】
レリーズボタン12は、半押しされた場合、全押しされた場合に、それぞれ異なる操作情報を出力する。レリーズボタン12は、後述するように、振動情報を取得したり、撮影を実行するときに操作される。
【0016】
切換SW13は、
図2(a)に示す振動情報収集動作位置(Pr位置)及び
図2(b)に示す撮影実行動作位置(Ex位置)を切り換える操作スイッチである。
モード変更ボタン14は、深度優先モード(絞り優先モード)及びシャッタスピード優先モードを切り換える操作ボタンである。モード変更ボタン14を一回押す毎に、カメラ1の撮影モードが、深度優先モード及びシャッタスピード優先モード間で切り換わる。
【0017】
図3は、実施形態のカメラ1及び交換レンズ2の構成を説明する図である。
カメラ1は、記憶部20、制御部21を備える。
記憶部20は、カメラ1及び交換レンズ2の動作に必要なプログラム、情報等を記憶する半導体メモリ素子等の記憶装置である。記憶部20は、シャッタスピード使用禁止帯記憶部20a、撮像画像記憶部20bを備える。
【0018】
シャッタスピード使用禁止帯記憶部20aは、シャッタスピード使用禁止帯(後述する)を記憶する記憶領域である。
撮像画像記憶部20bは、撮像素子18が取得した撮影画像を記憶する記憶領域である。
【0019】
制御部21は、カメラ1及び交換レンズ2を統括的に制御するための制御部であり、例えば、CPU(中央演算装置)等から構成される。制御部21は、記憶部20に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、前述したハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現している。
制御部21は、マウント接点11を介して、交換レンズ2の各検出部、駆動部との間で、検出情報、駆動情報を通信できる。制御部21は、測光センサ(図示せず)の出力に基づいて、露出制御値(シャッタスピード、絞り値等)を決定したりする。
制御部21は、シャッタスピード使用禁止帯制御部21a、振動解析部21b、シャッタスピード設定部21cを備える。
【0020】
シャッタスピード使用禁止帯制御部21aは、振動解析部21bが解析した振動情報に基づいて、シャッタスピード使用禁止帯を算出する制御部である。
振動解析部21bは、検出器5の出力に基づいて、カメラ1及び交換レンズ2が設置されているその状態での振動を解析する制御部である。
シャッタスピード設定部21cは、撮影動作において、シャッタスピードを設定する制御部である。
各制御部の処理の詳細は、後述する。
【0021】
次に、カメラ1に発生する振動について説明する。
図4は、実施形態の振動解析を説明する図である。
図4(a)は、振動測定方法を説明する図である。
図4(b)は、カメラ1の振動をオシロスコープ32に出力した出力画像32aを示す図である。
図4(c)は、カメラ1、交換レンズ2及び三脚3の設定状態を変えずに、シャッタスピードを変化させたときに発生するカメラ振れの測定結果のグラフA1である。
【0022】
以下の方法により、カメラ1に発生する振動を測定した。
(1)
図4(a)に示すように、カメラ1及び交換レンズ2を三脚3に固定した。
(2)交換レンズ2先端にレーザ光源30を取り付けた。
(3)カメラ1のレリーズボタン12を押して、カメラ1内のミラー7を上昇させ、この運動にともなうレーザ光30aの振れ、つまりカメラ振れ(減衰率、振動周期、振幅)を光位置検出センサ31で検出した。光位置検出センサ31の検出情報を、オシロスコープ32に出力した。
図4(b)の出力画像32aに示すように、ミラー7が上昇すると、それまで静止していたカメラ1が振動を始める。
(4)複数のシャッタスピードで、上記(1)から(3)の工程を繰り返し行い、各シャッタスピードで発生する振動を測定し、
図4(c)の測定結果のグラフを作成した。
【0023】
図4(c)のグラフA1に示すように、カメラ1は、範囲B1のシャッタスピードのところで、特にカメラ振れ(振幅)が大きくなっている。このため、カメラ1は、この範囲B1内のシャッタスピードで撮影すれば、カメラ振れが大きくなり、撮影画像のブレが大きくなることになる。後述するように、カメラ1は、この範囲B1をシャッタスピード使用禁止帯域に設定する。
【0024】
図5は、実施形態のカメラ1を、3通りの態様で三脚3に装着した状態を説明する図、カメラ1に発生する振動を説明するグラフA1〜A3である。
図5(a)は、カメラ1と、交換レンズ2及び三脚3の態様との組み合わせを説明する図である。
図5(a−1)の組み合わせは、
図4(a)と同じ状態である。
図5(a−2)の組み合わせは、三脚3を短くして、カメラ1の光軸Oを下側Y1に振った。
図5(a−3)の組み合わせは、カメラ1に対して、全長が短い交換レンズ2を装着した。
【0025】
図5(b)は、
図5(a)の組み合わせでカメラ1に発生する振動を説明するグラフA1〜A3である。
カメラ振れは、カメラ1、交換レンズ2及び三脚3そのものの機種が異なることによっても、また、三脚3の設置状態が異なることによっても、変化してしまう。このため、シャッタスピード使用禁止帯域が移動し、その帯域幅も変わる。
例えば、
図5(a−2)の組み合わせのグラフA2は、
図5(a−1)の組み合わせのグラフA1よりも、シャッタスピードが速い方に移動しており、また、カメラ振れが小さい。これにともない、シャッタスピード使用禁止帯域は、範囲B2のように、範囲B1よりもシャッタスピードが速い方に移動しており、また、範囲B1よりも帯域幅が狭い。
また、
図5(a−3)の組み合わせのグラフA3は、
図5(a−1)のグラフA1よりも、シャッタスピードが遅い方に移動しており、また、振幅が大きい。これにともない、シャッタスピード使用禁止帯域は、範囲B3のように、範囲B1よりもシャッタスピードが遅い方に移動しており、また、範囲B1よりも帯域幅が広い。
【0026】
このため、従来技術のように、カメラ1に対して、あらゆる交換レンズ2及び三脚3の組み合わせに対応したシャッタスピード使用禁止帯域を、予め記憶しようとすれば、情報量が膨大になり、記憶容量が大きい記憶装置が必要になってしまう。また、設置面Gによっても、カメラ1の振動が変化するため、従来の方法では、高精度の設定は、望めない。
【0027】
これに対して、実施形態のカメラ1は、後述するように、カメラ1、交換レンズ2及び三脚3の設定が完了し、撮影準備が整った後、演算手段がシャッタスピード使用禁止帯域を算出することより、各設定毎にシャッタスピード使用禁止帯域を設定できるようにしている。
【0028】
図6は、実施形態のカメラ1の動作を示すフローチャートである。
なお、カメラ1の動作の前提として、カメラ1及び交換レンズ2が三脚3に固定され、撮影準備が整っているものとする。
カメラ1は、撮影時に、第1ステップ♯1として、シャッタスピード使用禁止帯域設定処理(S2〜S10)を行い、その後、第2ステップ♯2として、実際の撮影処理(S11〜S20)を実行する。
第1ステップ♯1では、撮影者によって、切換SW13がPr位置にされレリーズボタン12が操作されることに応じて、ミラー駆動及びシャッタ駆動を行い、これらの駆動にともなう振動出力に基づいてシャッタスピード使用禁止帯域を算出、格納する。
【0029】
第2ステップ♯2では、撮影者によって、切換SW13がEx位置に切り換えられ、レリーズボタン12が操作されることに応じて、撮影を実行する。
【0030】
以下、カメラ1の動作を詳細に説明する。
S1において、制御部21は、切換SW13がPr位置に設定されているか否かを判定する。制御部21は、Pr位置に設定されていると判定した場合には(S1:YES)、S2に進み、一方、Pr位置に設定されていないと判定した場合(S1:NO)、つまりEx位置に設定されていると判定した場合には、S11に進む。
S2において、制御部21は、レリーズボタン12が全押しか否かを判定する。制御部21は、全押しであると判定した場合には(S2:YES)、S3に進み、一方、全押しではないと判定した場合には(S2:NO)、S1からの処理を繰り返す。
【0031】
S3において、振動解析部21bは、検出器5からのカメラ1及び交換レンズ2の振動データの取り込みを開始する。
S4において、シャッタスピード使用禁止帯制御部21aは、ミラー7を上昇駆動して退避位置に配置して、撮影光路から退避させる。また、シャッタスピード使用禁止帯制御部21aは、絞り6を駆動して、絞り6を開放位置から所定の絞り径になるように配置する。
S5において、シャッタスピード使用禁止帯制御部21aは、シャッタ8を走行させる。
【0032】
S4,S5の処理によって、絞り6、ミラー7、シャッタ8は、カメラ1に振動を発生させる。また、検出器5は、S4,S5の動作に起因するカメラ1及び交換レンズ2の振動データを検知して振動解析部21bに送信し、振動解析部21bが振動データを収集する。
【0033】
S6において、振動解析部21bは、検出器5による振動データの取り込みを終了する。
S7において、振動解析部21bは、収集した振動データを解析する。振動解析部21bは、減衰率、振幅、振動周期等のカメラ振れに関する情報から、
図4(c)のグラフAに示すような、シャッタスピード及びカメラ振れの関係を求める。
S8において、シャッタスピード使用禁止帯制御部21aは、振動解析部21bの解析結果に基づいて、カメラ振れが大きいシャッタスピードを算出し、これをシャッタスピード使用禁止帯域としてシャッタスピード使用禁止帯記憶部20aに格納する。
【0034】
S9において、シャッタスピード使用禁止帯制御部21aは、ミラー7を下降駆動して基準位置に配置する。また、シャッタスピード使用禁止帯制御部21aは、絞り6を駆動して開放位置へと復帰させる。
S10において、シャッタスピード使用禁止帯制御部21aは、シャッタ駆動部8aをチャージし、S1からの処理を繰り返す(S21:NO)。
【0035】
以上のS2〜S9の第1ステップ♯1によって、カメラ1は、カメラ1が配置されたその状態のシャッタスピード使用禁止帯域を設定できる。
以下の第2ステップ♯2では、算出されたシャッタスピード使用禁止帯域以外のシャッタスピードで撮影を実行する。
【0036】
S11へは、制御部21は、切換SW13がPr位置に設定されていないのでEx状態と判定した場合(S1:NO)に進む。シャッタスピード使用禁止帯制御部21aは、上記S8でシャッタスピード使用禁止帯記憶部20aに格納したシャッタスピード使用禁止帯域を読み出す。
S12において、制御部21は、現在、カメラ1に設定されているシャッタスピードがS11で読み出されたシャッタスピード使用禁止帯域内に在るか否かを判定する。現在のシャッタスピードは、例えば、深度優先モードであれば、撮影者が設定した絞り値及び測光センサ(図示せず)の出力に基づいて、シャッタスピード設定部21cが算出したシャッタスピードであり、一方、シャッタスピード優先モードであれば、撮影者が設定したシャッタスピードである。
制御部21は、現在のシャッタスピードがシャッタスピード使用禁止帯域内に在ると判定した場合には(S12:YES)、S13に進み、一方、シャッタスピード使用禁止帯域内にないと判定した場合には(S12:NO)、S16に進む。
【0037】
S13において、シャッタスピード使用禁止帯制御部21aは、モード変更ボタン14の出力に基づいて、現在、カメラ1が深度優先モードに設定されているか否かを判定する。シャッタスピード使用禁止帯制御部21aは、深度優先モードに設定されていると判定した場合(S13:YES)、S14に進み、一方、深度優先モードに設定されていないと判定した場合(S13:NO)、つまりシャッタスピード優先モードに設定されていると判定した場合には、S15に進む。
【0038】
S14において、シャッタスピード設定部21cは、S11で読み出したシャッタスピード使用禁止帯域(
図4(c)に示す範囲B参照)よりも長時間露光となる領域(
図4(c)に示す範囲C参照)において、最も短時間露光となるシャッタスピード(
図4(c)に示す矢印C1参照)に設定する。
これにより、カメラ1は、シャッタスピード使用禁止帯域を用いることなく、被写界深度を優先した撮影者の意図に沿った撮影画像を得ることができる。
【0039】
S15において、シャッタスピード設定部21cは、S11で読み出したシャッタスピード使用禁止帯域(
図4(c)に示す範囲B参照)よりも短時間露光となる領域(
図4(c)に示す範囲A参照)において、最も長時間露光となるシャッタスピード(
図4(c)に示す矢印A1参照)に設定する。
これにより、カメラ1は、シャッタスピード使用禁止帯域を用いることなく、ストップモーション効果狙ってシャッタスピードを優先した撮影者の意図に沿った撮影画像を得ることができる。
【0040】
S16において、制御部21は、レリーズボタン12からの出力に基づいて、レリーズボタン12が全押しされたか否かを判定する。制御部21は、全押しされたと判定した場合には(S16:YES)、S17に進み、一方、全押しされていないと判定した場合には(S16:NO)、S1からの処理を繰り返す。
S17において、制御部21は、ミラー7を回転駆動して退避位置に配置し、また絞り6を駆動して、絞り6を絞り込む(S4参照)。なお、この場合の絞り径は、深度優先モードの場合には、撮影者が設定した絞り値であり、一方、シャッタスピード優先モードの場合には、撮影者によって設定されたシャッタスピードに基づいて、制御部21が算出した絞り値である。
S18において、制御部21は、シャッタ8を走行させる。
S19において、制御部21は、撮像素子9が取得した撮影画像を取り込む。
S20において、制御部21は、取り込んだ撮影画像を撮像画像記憶部20bに格納し、S10へ進む。
【0041】
S21において、制御部21は、電源ボタン(図示せず)がオフ操作されること等によって、撮影終了か否かを判定する。制御部21は、撮影終了と判定した場合には(S21:YES)、S22に進んで一連の処理を終了し、一方、撮影終了ではないと判定した場合には(S21:NO)、S1からの処理を繰り返す。
【0042】
なお、撮影者は、カメラ1の設定(光軸Oの向き、交換レンズ2、三脚3等)を変更した場合には、電源を入れ直したり、切換SW13を操作したりして、再度S1からの処理を繰り返すように、カメラ1を操作すればよい。これにより、撮影者は、新たにシャッタスピード使用禁止帯を設定できる。
【0043】
以上説明したように、カメラ1は、以下の効果を奏することができる。
(1)絞り6、ミラー7、シャッタ8を作動させてカメラ振れを発生させて、シャッタスピード使用禁止帯域を設けるので、カメラ1の設置状態毎にシャッタスピード使用禁止帯域を設けることができる。また、予めシャッタスピード使用禁止帯域を記憶する必要がないので、記憶部20の記憶容量が小さくできる。
【0044】
(2)絞り6、ミラー7、シャッタ8は、シャッタスピード使用禁止帯域を算出するための振動発生部として利用される。このため、カメラ1は、撮影時に発生する振動を再現して、振動解析できる。
【0045】
(3)検出器5は、交換レンズ2のブレ補正装置の角速度センサを兼用できる。このため、カメラ1は、大型にならず、またコスト増加を抑えることができる。
【0046】
(4)制御部21は、深度優先モードを選択した場合には、シャッタスピードを、シャッタスピード使用禁止帯域よりも長時間露光のシャッタスピード領域内で、最も短時間露光のなるように設定するので、被写界深度を優先した撮影者の意図に沿った撮影画像を得ることができる。
【0047】
(5)制御部21は、シャッタスピード優先モードを選択した場合には、シャッタスピードを、シャッタスピード使用禁止帯域よりも短時間露光のシャッタスピード領域内で、最も長時間露光となるように設定するので、シャッタスピードを優先した撮影者の意図に沿った撮影画像を得ることができる。
【0048】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
【0049】
(変形形態)
(1)実施形態において、光学機器は、レンズ交換式のカメラ1である例を説明したが、これに限定されない。例えば、光学機器は、コンパクトカメラのように、レンズ交換ができない、レンズ鏡筒一体式のカメラであってもよい。
【0050】
(2)実施形態において、振動発生部として、絞り6、ミラー7、シャッタ8を利用する例を説明したが、これに限定されない。例えば、振動発生部として、専用の装置を設けてもよい。