JP2012109721A - 撮像装置および撮像装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 合焦範囲に対応した焦点板の部分を明るく見えるようにし、非合焦範囲に対応した焦点板の部分をボケ像が見えるようにする。
【解決手段】 拡散率が変更可能な焦点板４と、焦点板の拡散率を変更する拡散率制御手段３２と、撮像手段からの信号により撮像面全体の焦点状態を検出する焦点検出手段１６と、レンズユニットからの光を焦点板と焦点検出手段に分光する分光手段５とを有し、拡散率制御手段は、焦点検出手段からの焦点状態に応じて、非合焦範囲に対応した焦点板の部分の拡散率を、合焦範囲に対応した焦点板の部分の拡散率よりも高くする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、拡散率が変更可能な焦点板を有する撮像装置および撮像装置の制御方法に関するものである。

従来、撮像装置として用いられる一眼レフカメラの光学ファインダは、ファインダ像の明るさ、およびピント山の掴み易さが求められている。ここでピント山の掴みやすさとは、背景などの非合焦部のボケ味が大きいほど、合焦部との差が明瞭になり、ピントを確認しやすくなることをいう。そのため、ファインダ観察時は撮影レンズの絞りは一般に開放状態にし、光を多く通すことでファインダ像を明るくしている。また、角度を持った光線を通すことで、合焦範囲である被写界深度を狭くし、背景などの非合焦部をボケやすくして、ピント山を掴みやすくしている。

ところで、一眼レフカメラのファインダ像は、撮影レンズからの光をメインミラーにより反射し、焦点板に結像させ、ペンタプリズムおよび接眼レンズを通して撮影者がファインダ像を観察する。焦点板は凹凸を有し、光を拡散することで角度を持った光線の方向を変え、撮影者の瞳にたどり着かせ、ボケ像が見えるようにする。焦点板の拡散特性は透過する光と拡散する光の割合として拡散率（透過率）で表される。焦点板の拡散率が高いほどボケ像が顕著になり、ピント山が掴み易いファインダ像となる。反面、拡散率が高いほどファインダ像が暗くなってしまう。逆に拡散率が低いほど明るいファインダ像になるが、ボケ像が見えず、ピント山が掴みにくいファインダ像となってしまい、１つの焦点板でファインダ像の明るさとピント山の掴みやすさを両立するのは困難であった。

ファインダ像が暗いと被写体や構図が見にくくなり、ピント山が掴みにくいと撮影者はオートフォーカスによる合焦時のピント確認ができずに、狙ったピント位置がボケてしまう写真を撮影してしまう可能性がある。

そこで、例えば特開平６−２５８６９３号公報（特許文献１）では液晶を用いた拡散率を可変できる焦点板により、ファインダの明るさを優先する明るさ優先モード，ファインダでの被写界深度が最も浅いピント優先モード、または撮影時の被写界深度の表現を優先する深度優先モードを撮影者が任意で切り替える技術が開示されている。

特開平６−２５８６９３号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、ピント優先モード、または撮影時の被写界深度の表現を優先する深度優先モードに切り替えると、ファインダ像全体が暗くなり、被写体が見えにくくなる。そのため、背景などの非合焦部のボケ味を大きくしても、合焦部である被写体像が暗く見えにくいので、ピント確認が難しくなるという問題がある。また、従来技術ではフォーカス範囲を表すフォーカス枠をファインダに表示するためには、焦点板とは別にＬＥＤによるフォーカス枠投影手段もしくはフォーカス枠を表示可能な液晶板を設ける必要がある。

（発明の目的）
本発明の目的は、合焦範囲に対応した焦点板の部分を明るく見えるようにし、非合焦範囲に対応した焦点板の部分をボケ像が見えるようにすることができる撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、レンズユニットからの光を受光する撮像手段と、拡散率が変更可能な焦点板と、前記焦点板の拡散率を変更する拡散率制御手段と、前記撮像手段からの信号により撮像面全体の焦点状態を検出する焦点検出手段と、前記レンズユニットからの光を前記焦点板と前記焦点検出手段に分光する分光手段とを有し、前記拡散率制御手段が、前記焦点検出手段からの焦点状態に応じて、非合焦範囲に対応した前記焦点板の部分の拡散率を、合焦範囲に対応した前記焦点板の部分の拡散率よりも高くすることを特徴とするものである。

本発明によれば、合焦範囲に対応した焦点板の部分を明るく見えるようにし、非合焦範囲に対応した焦点板の部分をボケ像が見えるようにすることができる。

本発明の実施例である撮像装置としてのカメラの構成を示すブロック図である。 実施例のカメラの外観を示す図である。 実施例のカメラの動作を示すフローチャートである。 焦点板の拡散率を部分的に変更する一例を示した概略図である。

本発明を実施するための形態は、以下の実施例に記載される通りである。

まず、図１、図２を参照して、本発明の実施例である撮像装置としてのカメラの主な構成を説明する。図１はカメラ１の内部構成を示すブロック図である。また、図２はカメラ１の外観図を示したもので、（ａ）は正面斜視図、（ｂ）は背面斜視図をそれぞれ示している。カメラ１の正面にはレンズユニット２が設けられ、レンズユニット２から入射した光は、カメラ１の内部にある焦点検出および露出検出可能な撮像手段３に結像するよう構成されている。また、撮像手段３はレンズユニット２からの光を受光し、電子シャッターによる撮影が可能である。レンズユニット２と撮像手段３の間には、焦点板４へ光を反射するためのハーフミラーである分光手段５が配置されている。分光手段５により反射された光は、焦点板４で結像され、ペンタプリズム６とファインダ７を通して撮影者の瞳に導かれる。焦点板４は拡散率が変更可能なものである。分光手段５により透過された光は、撮像手段３に入光する。ユーザーがレリーズ釦８を半押し（ＳＷ１）すると、撮像手段３による測光、焦点検出が開始され、レンズユニット２内のレンズ駆動手段９によるフォーカスレンズ１０の駆動が行われる。つぎに撮影者がレリーズ釦８を全押し（ＳＷ２）すると撮像手段３が電子シャッッターを走行させ、撮影を行う。そして撮像手段３は電荷蓄積および電荷読み出し動作を開始させる露光動作を行う。そして、カメラ１の側面に設けられた、画像記録読込手段１１に装着されている記録媒体１４に撮影画像を記録保存する。記録媒体１４に保存された画像は、カメラ１の背面の画像再生釦１３を押すことで、表示装置２７に表示される。

つぎに本実施例のカメラ１は、カメラ１全体の制御を司るシステム制御回路１５を有する。システム制御回路１５は、ＣＰＵやＭＰＵ等により構成され、後述する各回路等の動作を制御する。システム制御回路１５は焦点検出手段１６を内包しており、焦点検出が開始されると撮像手段３からの信号をもとにレンズ駆動手段９を制御し、フォーカスレンズ１０を光軸方向に駆動して焦点合わせを行う。撮像手段３は、撮像画素群のほかに焦点検出画素群と焦点検出画素群の前に配置された瞳分割レンズ群とを有する。焦点検出方法は、撮像面上で位相差による焦点検出を行う撮像面位相差ＡＦや撮像画像のコントラスト比から焦点検出を行うコントラストＡＦ、または撮像手段３を光軸方向に前後に駆動させてコントラストＡＦを行うウォブリング方法などである。焦点検出手段１６は撮像面全体の焦点状態を検出することが可能である。これらは公知であるので、詳細な説明は省略する。

また、システム制御回路１５は露出検出手段１７を内包している。露出検出手段１７は、測光が開始されると撮像手段３からの信号をもとにユーザーが事前に設定した撮影条件に応じてレンズユニット２内の絞り１８の絞り値および撮像手段３の電子シャッタースピードおよび電荷蓄積時間を決定する。レリーズ釦８（ＳＷ２）により撮影動作が開始されると、システム制御回路１５は露光制御部１９により絞り１８および電子シャッターの走行駆動を決定された値に制御する。また、システム制御回路１５は露光制御部１９によりタイミングジェネレータ２０から撮像手段３を駆動する際に必要なパルス信号を出力させる。撮像手段３はタイミングジェネレータ２０から出力されたパルス信号に応じ電荷蓄積および電荷読み出し動作を行う。

撮像手段３から読み出された電荷はＡ／Ｄ変換回路２１によりデジタル化され、画像処理回路２２へ送られる。送られた画像は画像処理回路２２内の画像処理部２３によりホワイトバランス調整や画像圧縮処理等を行われ、記録制御部２４により画像記録読込手段１１を介して記録媒体１４に記録保存される。記録媒体１４は一般的なＳＤカードやＣＦカードなどである。記録媒体１４に保存した撮影画像は、画像再生釦１３を押すことで画像記録読込手段１１により画像処理回路２２内の表示制御部２５に読み込まれ、Ｄ／Ａ変換回路２６によりアナログ化され、表示装置２７に示される。表示装置２７は一般的な液晶や有機ＥＬなどでよい。

なお、本実施例においては、レンズユニット２はフォーカスレンズ１０のみの記載であるが、ズームレンズを有するものなどでもよく、一体型もしくは取り替え可能な別体型の構成としてもよい。また、固定されている分光手段５の代わりにメインミラーとサブミラーを回動可能に配置し、撮像手段３からの信号をもとに焦点検出を行う焦点検出手段１６とは別に位相差ＡＦによる焦点検出手段を設けてもよい。上述したこれらの構成に関しては公知であるため詳細な説明は省略する。

つぎに撮影条件の設定方法について説明する。ダイヤル操作部材である撮影モード設定手段２８は撮影モードを設定することができる。例えば自動露出モード、絞り優先露出モード（Ａｖ）、シャッタースピード優先露出モード（Ｔｖ）、マニュアルモード（Ｍ）、バルブモード（Ｂ）を設定できる。自動露出モードに設定した場合は、ダイヤル操作部材である露出設定手段２９によりユーザーが任意に適正露出値を設定し、絞り値およびシャッタースピードは撮影時にその適正露出になるように自動で決定される。絞り優先露出モード（Ａｖ）、シャッタースピード優先露出モード（Ｔｖ）、マニュアルモード（Ｍ）を設定した場合は、絞り値設定手段３０およびシャッタースピード設定手段３１により、絞り値およびシャッタースピードを任意に設定できる。バルブモードを設定した場合は、レリーズ釦８（ＳＷ２）を押すと撮影を開始し、レリーズ釦８（ＳＷ２）を押している間は露光し続け、レリーズ釦８（ＳＷ２）を離すと露光終了し、撮影中にシャッタースピードが決定できる。

つぎに本発明の特徴である焦点板４の拡散率の変更方法について、図３のフローチャートおよび図４の焦点板の拡散率を全面的および部分的に変更する一例を示した概略図を用い説明する。カメラ１は、焦点板４の全面的および部分的に拡散率を変更する拡散率制御部３２、焦点板４にフォーカス範囲（フォーカス領域ともいう）を表示するフォーカス枠表示手段３３、フォーカス枠の位置を移動させるフォーカス範囲選択手段３４を内包している。焦点板４は、画素状の液晶群が格子配列されたドットマトリクス液晶であり、システム制御回路１５により制御された拡散率制御部３２から電荷を印加され、格子配列された各液晶内の分子の配列方向を変えることで部分的に拡散率を変更することができる。例えば、液晶分子の配列方向を分光手段５から反射された光の光軸方向に対し、水平に並べることで焦点板４の拡散率を低くすることができる。そして、拡散率制御部３２からの印加電荷を焦点板４の所定範囲のみ変え、液晶分子の配列方向を水平から倒していくことで焦点板４の拡散率を部分的に上げることができる。

つぎにフォーカス枠表示手段３３は焦点板４の上に撮影者がフォーカス範囲選択手段３４によって任意に選択したフォーカス範囲を示すフォーカス枠をシステム制御回路１５からの制御により表示する。フォーカス枠の表示方法は、ＬＥＤ照明を焦点板４に投影する方法や、別途、フォーカス枠表示用の液晶を焦点板４に重ねる方法があるが、ＬＥＤ照明や液晶板の部品が増え、構成するためのスペースが必要となる。そのため、ドットマトリクス液晶である焦点板４のフォーカス範囲をフォーカス枠表示手段３３により、枠状に拡散率を上げて遮光状態になる程度の拡散率にし、表示する。

つぎに焦点板４の拡散率の変更方法であるが、撮影者がカメラ１の電源をＯＮにすると、まず図３のＳＴＥＰ１で焦点板４の全面の拡散率を所定の値である拡散率Ｄ＝Ｘ１にする。これは焦点検出手段１６が焦点状態を検出する前である。拡散率Ｄ＝Ｘ１はファインダ像の明るさを優先し、拡散率が低い値であり、カメラ１に事前に設定されている。撮影者がファインダ７を観察すると、例えば図４の（ａ）に示すように被写体や背景全体が明るいファインダ像を見ることができ、構図の確認がしやすくなる。別途、変更手段を設けて撮影者が任意に拡散率Ｄ＝Ｘ１を変更できるようにしても良い。また、レンズユニット２の絞り１８はファインダ像の明るさとピント山の掴みやすさを優先して開放状態である。

つぎにＳＴＥＰ２で撮影者はフォーカス範囲選択手段３４を操作して合焦するフォーカス範囲を指定する。前述した撮像手段３による焦点検出方法であれば、撮影者の任意の位置にフォーカス範囲を移動させることができる。撮影者により指定されたフォーカス範囲を示すフォーカス枠はフォーカス枠表示手段３３により、焦点板４上に表示される。

ＳＴＥＰ３で撮影者がレリーズ釦８を半押しする（ＳＷ１）と撮像手段３が撮像を開始し、その出力をもとに焦点検出手段１６は焦点状態を検出する。レリーズ釦８（ＳＷ１）とは別に焦点検出開始用の専用釦を設けても良い。焦点検出を開始すると撮影者がＳＴＥＰ２で指定したフォーカス範囲が合焦するようレンズユニット２内のレンズ駆動手段９によるフォーカスレンズ１０の駆動が行われ、指定したフォーカス範囲が合焦する。

つぎにＳＴＥＰ４で撮像手段３は、撮像面全体の焦点検出を行い、合焦範囲と非合焦範囲を特定する。たとえば、前述した撮像面位相差ＡＦにより焦点検出を行う場合、事前にカメラ１に設定された位相差の閾値をもとに合焦範囲と非合焦範囲の判別を行う。焦点検出手段１６が焦点状態を検出した後には、合焦情報（焦点状態の情報）に応じて、非合焦範囲に対応した焦点板４の部分の拡散率を拡散率Ｄ＝Ｘ２に変更する。拡散率Ｄ＝Ｘ２は、ファインダ像のピント山の掴みやすさを優先し、ボケ像が良く見えるように拡散率が高い値であり、カメラ１に事前に設定されている。合焦範囲に対応した焦点板４の部分の拡散率は拡散率Ｄ＝Ｘ１を維持する。このとき拡散率の関係はＸ１＜Ｘ２となる。別途、変更手段を設けて撮影者が任意に拡散率Ｄ＝Ｘ２を変更できるようにしても良い。

撮影者がファインダ７を観察すると、例えば図４（ｂ）に示すように合焦範囲となった被写体像は明るくボケずに見えてピント確認しやすく、非合焦範囲となった背景は暗くボケ像として良く見え、ピント山がつかみやすくなる。ＳＴＥＰ５で撮影者はレリーズ釦８を全押し（ＳＷ２）し、撮影を行う。

以上のように、本実施例によれば、背景などの非合焦部（非合焦範囲）のボケ味を大きく表示できる焦点板でもピントの合った被写体像を明るく観察でき、被写体像が見やすくピント確認しやすい焦点板を有するカメラを提供することができる。また、同時にフォーカス枠を表示することができる焦点板を有したカメラを提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。たとえば、図３のＳＴＥＰ１において、構図確認のしやすさを重視し、焦点板４の拡散率Ｄ＝Ｘ１を低く設定しているが、ピント確認を優先すれば、拡散率Ｄ＝Ｘ１を高く設定してもよい。その場合、ＳＴＥＰ４では焦点状態の情報によって判別された合焦範囲に対応した焦点板４の部分の拡散率を拡散率Ｄ＝Ｘ２に変更しても良い。このとき、拡散率の関係はＸ１＞Ｘ２となる。

２ レンズユニット
３ 撮像手段
４ 焦点板
５ 分光手段
７ ファインダ
１５ システム制御回路
１６ 焦点検出手段
３２ 拡散率制御部
３３ フォーカス枠表示手段

Claims (5)

1. レンズユニットからの光を受光する撮像手段と、
   拡散率が変更可能な焦点板と、
   前記焦点板の拡散率を変更する拡散率制御手段と、
   前記撮像手段からの信号により撮像面全体の焦点状態を検出する焦点検出手段と、
   前記レンズユニットからの光を前記焦点板と前記焦点検出手段に分光する分光手段とを有し、
   前記拡散率制御手段は、前記焦点検出手段からの焦点状態に応じて、非合焦範囲に対応した前記焦点板の部分の拡散率を、合焦範囲に対応した前記焦点板の部分の拡散率よりも高くすることを特徴とする撮像装置。
2. 前記拡散率制御手段は、前記焦点検出手段が焦点状態を検出する前には前記焦点板の全面の拡散率を、ファインダ像が明るくなる所定の値に設定し、前記焦点検出手段が焦点状態を検出した後には非合焦範囲に対応した前記焦点板の部分の拡散率を、前記所定の値よりも高くすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記拡散率制御手段は、前記焦点検出手段が焦点状態を検出する前には前記焦点板の全面の拡散率を、ボケ味が見やすい所定の値に設定し、前記焦点検出手段が焦点状態を検出した後には非合焦範囲に対応した前記焦点板の部分の拡散率を、前記所定の値よりも低くすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記焦点検出手段により焦点を検出するフォーカス範囲を選択するフォーカス範囲選択手段と、
   前記フォーカス範囲選択手段により選択されたフォーカス範囲を示すフォーカス枠を前記焦点板上に表示するフォーカス枠表示手段とを有し、
   前記拡散率制御手段は、前記フォーカス枠に対応した前記焦点板の部分の拡散率を、遮光状態になる程度に高くすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. レンズユニットからの光を受光する撮像手段と、
   拡散率が変更可能な焦点板と、
   前記焦点板の拡散率を変更する拡散率制御手段と、
   前記撮像手段からの信号により撮像面全体の焦点状態を検出する焦点検出手段と、
   前記レンズユニットからの光を前記焦点板と前記焦点検出手段に分光する分光手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
   前記拡散率制御手段により、前記焦点検出手段からの焦点状態に応じて、非合焦範囲に対応した前記焦点板の部分の拡散率を、合焦範囲に対応した前記焦点板の部分の拡散率よりも高くするステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。

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