JP2004120582A

JP2004120582A - Camera

Info

Publication number: JP2004120582A
Application number: JP2002283565A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nonaka; 野中　修
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correctly focus at high speed while offsetting a position error or the like of a photographic lens by using outdoor auto-focusing for auto focusing (AF) by means of an AF optical system and imager auto-focusing for AF by means of a photographing optical system. <P>SOLUTION: A distance to a subject is detected by a range finder 4 for detecting the distance to the subject. While a position of the photographic lens 5 is controlled based on the distance, the contrast of the subject is detected at least at four positions of the lens 5 based on outputs of an image pickup device 7 at this time. A first focusing position of the lens 5 is determined based on the change in the detected contrasts. Subsequently to the determination of the first focusing point, a second focusing point of the photographic lens 5 is determined based on the distance of the subject obtained beforehand, the first focusing point, and a distance of the subject newly detected by the range finder 4. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラに関する。特に、被写体の像をデジタル信号として記録する電子カメラのオートフォーカス（ＡＦ）技術の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子カメラは撮影用にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子を有している。このため、電子カメラにおいては撮影レンズを微小変位させたときに撮像素子が出力する像信号を有効利用して撮影レンズのピント合わせを行う、ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｔｈｅ　Ｌｅｎｓ）方式のＡＦ（以後、この方式のＡＦをイメージャＡＦと称する）が広く知られていた。つまり、このイメージャＡＦにおいては、撮像素子が出力するコントラストを検出することにより、撮影レンズのピント位置を判定する。
【０００３】
一方、銀塩カメラ、特に、コンパクトカメラにおいては、撮影時にこのような撮像素子を必要としないので、撮影レンズを含む撮影光学系とは別途にＡＦ用の測距装置を搭載している。つまり、コンパクトカメラにおいては、測距装置の出力信号に応じて撮影レンズを制御するＡＦ方式（以後、この方式のＡＦを外光ＡＦと称する）が一般的であった。
【０００４】
しかしながら、近年、これらイメージャＡＦ及び外光ＡＦには、それぞれ欠点があることが分かってきている。これらのＡＦ方式の欠点とは次のようなものである。
【０００５】
まず、イメージャＡＦでは、基本的に撮影用の撮像素子を利用してＡＦを行うので、撮影レンズのピントが大きく被写体から外れている場合には被写体の像がボケて明瞭に捕らえることができず、ＡＦを行うことができない。また、撮影レンズを動かしてみた後でないとピント合わせの方向が分からず、さらに、撮影レンズを動かしながらＡＦを行うので被写体の像の取り込み時間にも制約があり、結果としてピント合わせに長い時間が必要である。また、複数ポイントの距離を比較する、所謂「マルチＡＦ方式」における主要被写体の検出も困難である。
【０００６】
一方、外光ＡＦでは、ＡＦ専用のセンサを利用するので、高速の距離検出が可能であるが、撮影レンズをフィードバック制御するわけではないので、温度や湿度等の環境の変化による撮影レンズの位置誤差やカメラ撮影時の撮影姿勢等による撮影レンズの位置誤差を打ち消すことができない。
【０００７】
そこで、これらのＡＦ方式の欠点を解決するための技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この技術は、まず、外光ＡＦを利用して粗い測距を行った後、最終的なピント合わせをイメージャＡＦにより行うものである。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−３２１４８２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、外光ＡＦで測距できたものが必ずしもイメージャＡＦで測距できるとは限らないので、このような場合には上記技術を用いても十分なピント合わせを行うことができないことがあった。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、外光ＡＦとイメージャＡＦとを有効に利用して撮影レンズの位置誤差を打ち消しつつ、高速で主要被写体にピント合わせをすることができるカメラを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によるカメラは、撮影レンズを介して得られた被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、上記撮像素子の出力から被写体のコントラストを検出するコントラスト検出手段と、上記撮影レンズとは異なる光路に設けられており、上記被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段と、上記被写体距離検出手段によって検出された上記被写体までの距離に基づいて上記撮影レンズの位置を制御して、その撮影レンズ位置における上記被写体のコントラストを上記コントラスト検出手段によって検出し、その後、撮影レンズの位置を変化させながら少なくとも４箇所の撮影レンズ位置において上記被写体のコントラストを検出し、上記検出した被写体のコントラストの変化に基づいて上記撮影レンズの第１のピント位置を決定する第１のピント位置決定手段と、上記第１のピント位置決定手段によって第１のピント位置を決定した後に連続して、上記被写体の距離、上記第１のピント位置、及び上記被写体距離検出手段によって新たに検出された被写体の距離、に基づいて上記撮影レンズの第２のピント位置を決定する第２のピント位置決定手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明によるカメラは、撮影レンズとは異なる光学系を利用して被写体距離を求める測距装置と、上記撮影レンズを介して得られたコントラスト情報に基づいて被写体のピント位置を求めるピント位置検出装置と、被写体の撮影を開始するタイミングにおいて操作されるレリーズスイッチと、上記レリーズスイッチの操作前に上記測距装置を動作させて求めた被写体距離及び上記ピント位置検出装置を動作させて求めたピント位置と、上記レリーズスイッチの操作後に上記測距装置を動作させて求めた被写体距離と、から上記撮影レンズのピント位置を演算する演算制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
さらに、上記の目的を達成するために、本発明によるカメラは、撮影レンズを介して入射した被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、上記撮像手段の出力からコントラスト情報を検出するコントラスト検出手段と、上記コントラスト検出手段によって検出したコントラスト情報に基づいて上記撮影レンズの第１の焦点位置調節を行う第１の焦点制御手段と、上記撮影レンズとは異なる光路を利用して被写体距離を検出する被写体距離検出手段と、上記被写体距離検出手段によって検出した被写体距離に基づいて上記撮影レンズの第２の焦点位置調節を行う第２の焦点制御手段と、を具備し、最初の焦点調節動作においては上記第２の焦点制御手段によって上記第２の焦点位置調節を行った後に上記第１の焦点制御手段によって上記第１の焦点位置調節を行い、その後の焦点調節動作においては、上記最初の焦点調節動作における上記第２の焦点位置調節後の撮影レンズの焦点位置と上記第１の焦点位置調節後の撮影レンズの焦点位置との関係に基づいて、上記第２の焦点制御手段で焦点制御した焦点位置を補正して焦点位置調節を行うことを特徴とする。
【００１４】
さらに、上記の目的を達成するために、本発明によるカメラは、撮影レンズを介して入射した被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、上記撮像手段の出力からコントラスト情報を検出するコントラスト検出手段と、上記コントラスト検出手段によって検出したコントラスト情報に基づいて上記撮影レンズの焦点位置調節を行う第１の焦点制御手段と、上記撮影レンズとは異なる光路を利用して被写体距離を検出する被写体距離検出手段と、上記被写体距離検出手段によって検出した被写体距離に基づいて上記撮影レンズの焦点位置調節を行う第２の焦点制御手段と、を具備し、最初の焦点調節動作においては上記第１及び第２の焦点制御手段を併用して焦点調節を行い、その後の焦点調節動作においては上記第１の焦点制御手段によって決定した焦点位置と上記第２の焦点制御手段によって決定した焦点位置との関係から、上記第２の焦点制御手段によって焦点位置調節を行うことを特徴とする。
【００１５】
さらに、上記の目的を達成するために、本発明によるカメラは、撮影レンズを介して入射した被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、上記撮像手段の出力からコントラスト情報を検出するコントラスト検出手段と、上記撮影レンズとは異なる光路を利用して被写体距離を検出する被写体距離検出手段と、を具備し、はじめに上記被写体距離検出手段及び上記コントラスト検出手段の出力を用いて撮影レンズに対する第１の焦点調節動作を行い、その後、上記被写体距離検出手段または上記コントラスト検出手段の出力が所定の条件にある場合には上記被写体距離検出手段の出力のみを用いて上記撮影レンズに対する第２の焦点調節動作を行うことを特徴とする。
【００１６】
つまり、本発明は、外光ＡＦとイメージャＡＦとを共に行ったときのそれぞれのＡＦ結果を用いて、次のピント合わせを外光ＡＦのみで行うものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態に係るカメラの内部構成を示すブロック図である。即ち、本発明の第１の実施の形態に係るカメラは、マイクロコントローラ（ＣＰＵ）１と、受光レンズ２ａ，２ｂと、センサアレイ３ａ，３ｂと、測距部４と、撮影レンズ５と、レンズ駆動（ＬＤ）部６と、撮像素子７と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部８と、画像処理部９と、記録媒体１０と、光源１１とを含んで構成される。
【００１８】
ＣＰＵ１はカメラ全体のシーケンスを制御する演算制御手段である。ＣＰＵ１には撮影シーケンスを開始させるためのレリーズスイッチ１ａが接続されている。ＣＰＵ１は撮影者によるレリーズスイッチ１ａのＯＮ状態を判定することにより一連の撮影シーケンスを開始させる。なお、ＣＰＵ１は特許請求の範囲に記載の「コントラスト検出手段」、「第１のピント位置決定手段（第１の焦点制御手段）」及び「第２のピント位置決定手段（第２の焦点制御手段）」の機能を含むものである。
【００１９】
一対の受光レンズ２ａ，２ｂは被写体２０からの像を受光して一対のセンサアレイ３ａ，３ｂに結像させる。そして、一対のセンサアレイ３ａ，３ｂでは結像した被写体２０からの像を電気信号（以後、「像信号」と称する）に変換して測距部４に出力する。
【００２０】
測距部４はＡ／Ｄ変換部４ａと測距演算部４ｂとを含んで構成される、所謂、「パッシブ方式」の測距手段である。測距部４内のＡ／Ｄ変換部４ａはセンサアレイ３ａ，３ｂから入力されてきた像信号をデジタル信号に変換して測距演算部４ｂに出力する。測距演算部４ｂでは、このデジタル信号に基づいてカメラから被写体２０までの距離、即ち、被写体距離を三角測距の原理により演算する。この三角測距の原理ついては後に詳述する。なお、測距部４は、特許請求の範囲に記載の「被写体距離検出手段」に対応する。
【００２１】
そして、ＣＰＵ１は前述のようにして演算された被写体距離に基づいて撮影レンズ５のピント合わせ制御を行う。つまり、ＣＰＵ１はＬＤ部６を介して、測距演算部４ｂで演算された被写体距離に基づいたピント位置に撮影レンズ５を駆動制御する。
【００２２】
撮影レンズ５のピント合わせが終了した後は、露出動作が行われる。撮像素子７はＣＣＤ等で構成されており、撮影レンズ５を介して結像した被写体２０からの像を電気的な像信号に変換してＡ／Ｄ変換部８に出力する。Ａ／Ｄ変換部８は像信号をデジタル信号に変換した後、画像処理部９に出力する。画像処理部９では入力されてきたデジタル信号に基づいて、画像の色や階調の補正などをした後、信号の圧縮をして、記録媒体１０に画像を記録させる。
【００２３】
光源１１は、ストロボ装置等で構成される補助光照射装置である。この光源１１からは撮影シーンに応じて露出用や測距用の補助光が被写体２０に照射される。
【００２４】
なお、受光レンズ２ａ，２ｂとセンサアレイ３ａ，３ｂ、及び撮影レンズ５と撮像素子７の位置関係は図２（Ａ）に示すような関係にある。つまり、センサアレイ３ａ，３ｂと撮像素子７とで同一の被写体２０の像が検出可能である。また、センサアレイ３ａ，３ｂの出力を被写体距離測定に用いる際に、図の実線で示す位置に結像した被写体２０の像の代わりに、図の破線で示す位置に結像した被写体の像を用いることにより、撮影画面内における被写体２０以外の被写体の距離も検出可能である。
【００２５】
図２（Ｂ）に本第１の実施の形態に係るカメラの外観図を示す。つまり、カメラ３０の上面には前述のレリーズスイッチ１ａを操作するためのレリーズボタン１ｂが設けられている。また、カメラ３０の前面には前述の撮影レンズ５及び受光レンズ２ａ，２ｂが、図２（Ａ）に示す位置関係で設けられている。また、カメラ３０の前面には前述の光源１１用の発光窓１１ａが設けられている。
【００２６】
以上説明したような外光式のＡＦでは、一対の受光レンズ２ａ，２ｂ及びセンサアレイ３ａ，３ｂを人間の両眼のように用いて三角測距の原理で被写体距離を検出し、この被写体距離に基づいて撮影レンズ５のピント合わせを行う。
【００２７】
一方でパッシブ方式のＡＦには、撮像素子７を用いて撮影レンズ５のピント位置を検出する、ＴＴＬ方式のイメージャＡＦもある。このイメージャＡＦは、ＬＤ部６によって撮影レンズ５の位置を変化させながら、撮像素子７に結像した被写体の像のコントラストを検出していき、コントラストが最も高くなった撮影レンズ５の位置を判定してピント位置とする。
つまり、このイメージャＡＦは、前述の外光ＡＦのように被写体距離に基づいてピント位置を決定するものとは異なる原理に基づくピント合わせ制御である。
【００２８】
このようなイメージャＡＦでは、撮影レンズ５の位置制御に誤差が生じていた場合であっても、小さな誤差であればその誤差を考慮に入れてピント位置を検出することができる。しかし、図３（Ａ）に示すように主要被写体である人物２０ａが撮影画面２１内の中央部以外に存在している場合には、撮影レンズ５のピントを迅速に人物２０ａに合わせることが困難である。つまり、主要被写体を特定するために、人物２０ａと背景被写体の木２０ｂのそれぞれに対して、前述したようなコントラスト判定を行った後、いずれの被写体が主要被写体としてふさわしいかを判定する必要があるからである。このとき、それぞれの被写体に対応するピント位置における画像を一時取り込んでからコントラストを判定する過程が必要となるので、時間がかかってしまう。
【００２９】
これに対し、外光ＡＦでは、図２（Ａ）に示したようにセンサアレイ３ａ，３ｂからの像信号を検出して、受光レンズ２ａ，２ｂの視差に基づく被写体の像信号のずれを検出することにより被写体距離を決定する。つまり、撮影レンズ５を駆動するのはピント位置が決定した後だけであるのでピント合わせにかかる時間はイメージャＡＦに比べて短い。また、主要被写体以外の被写体の距離も被写体距離演算に使用する被写体の像信号を切り換えるだけでよいので、主要被写体の位置によらず、図３（Ａ）の領域３ｃで示すような広範囲の領域における被写体の距離分布が検出可能である。
【００３０】
図３（Ｂ）に前述のようにして検出した距離分布の例を示す。この距離分布を求めれば、主要被写体がどこに存在しているかを高速で検出することができる。ただし、像信号を用いて距離分布を検出する場合には、コントラストがない被写体の距離検出が困難である。そこで、例えば、光源１１から被写体に向けて光を照射して、その反射光を検出することにより被写体距離を求めてもよい。つまり、遠距離の被写体から得られる反射光の光量は小さく、近距離の被写体から得られる反射光の光量は大きいのでコントラストがない被写体でも正しく被写体距離を検出することが可能となる。また、コントラストが低い領域については主要被写体が存在しないと判定するようにしてもよい。
【００３１】
なお、イメージャＡＦにおける主要被写体の検出方法としては、像信号の形状から検出する方法や画像の色情報から検出する方法などが知られている。これらの方法については従来のものと同様であるので説明を省略するが、一般にこれらの方法は距離分布から主要被写体を決定するよりも高速で主要被写体を検出することが可能である。
【００３２】
次に、図４を参照して外光ＡＦセンサによる測距の原理について説明する。
被写体２０の像は、一対の受光レンズ２ａ，２ｂを介してセンサアレイ３ａ，３ｂ上に結像する。この結像した像の相対的な位置差ｘは、一対の受光レンズ２ａ，２ｂの視差Ｂ、受光レンズの焦点距離ｆ、及び被写体距離Ｌに応じて変化する。
【００３３】
つまり、一方の受光レンズ２ａの光軸上に存在している被写体２０の像はセンサアレイ３ａに結像すると共に、もう一方の受光レンズ２ｂを介してセンサアレイ３ｂ上に受光レンズ２ｂの光軸からｘだけ離れた位置にも結像する。したがって、この２つの像の位置差ｘを検出することによって被写体距離Ｌを算出することができる。つまり、図４においては、ｘを検出して、
Ｌ＝Ｂ・ｆ／ｘ
を計算すれば被写体距離Ｌを算出することができる。
【００３４】
ここで、本第１の実施の形態においてピント合わせの高速化を行う撮影シーンについて説明する。本第１の実施の形態において、ピント合わせの高速化を図ろうとしている撮影シーンは図５（Ａ）のようなシーンである。撮影者は、図５（Ａ）のように建物２０ｃと人物２０ａとが配置されるような構図の写真を撮影しようとしているものとする。
図５（Ａ）のような構図において、人物２０ａが微笑んだりして、良い表情になったときがシャッターチャンスである。しかし、撮影レンズ５を動かしながらコントラストの最大を検出してピント位置を検出するイメージャＡＦを用いてピント合わせを行った場合には、ピント合わせ時のタイムラグによって、シャッターチャンス時の表情のままで撮影できずに、図５（Ｂ）のように被写体が目をつぶってしまう写真などが撮影されてしまうことがある。また、再び撮影を行ったとしても前述のタイムラグがある限り、再び表情の悪い写真が撮影されてしまう可能性がある。
【００３５】
また、人物２０ａの表情が良いからといって慌てて写真を撮影した場合には、図５（Ｃ）のように背景である建物２０ｃが人物２０ａの後ろに隠れてしまい、人物２０ａの表情はよくても構図が悪い写真となることもある。このような状況では、人物２０ａのしぐさや表情などはそのままで、構図のみを変更したいが、一度、図５（Ａ）のような構図にした後、再度ピント合わせを行うことになるので、撮影時にはやはり人物２０ａの表情等が損なわれている可能性がある。
【００３６】
このような状況においては、撮影者はピントには不満を持っておらず、撮影時の構図や人物の表情に問題を感じて再度の撮影を行う。したがって、このような場合では、ピント合わせに時間のかかるイメージャＡＦを用いて何度もピント合わせを行うのは非常に無駄が大きい。しかし、外光ＡＦのみを用いてピント合わせを行った場合には、前述したようなピント合わせ時の撮影レンズ５の位置誤差を打ち消すことができない。
【００３７】
そこで、本第１の実施の形態では、図６に示すフローチャートに従った撮影制御を行って、外光ＡＦのみでも誤差がそれほど大きくならないような所定の条件を満たすときには、イメージャＡＦを行わずに外光ＡＦのみで２回目以後のピント合わせを行うようにする。
【００３８】
まず、ＣＰＵ１は、撮影者からの撮影開始の指示、即ち、レリーズスイッチ１ａのＯＮ状態を判定したときに、図示しないタイマのカウントをスタートさせる（ステップＳ１）。これは、最初のピント合わせを行ってからの時間を計時するためのものである。次に、外光ＡＦにより被写体の距離を算出する。そのために、まず、センサアレイ３ａ，３ｂ上に結像した像信号Ｉ_１を検出する（ステップＳ２）。そして、検出した像信号Ｉ_１を用いて、撮影画面内の複数のポイントを測距（マルチＡＦ）して（ステップＳ３）、前述の距離分布を得る。
【００３９】
こうして得られた距離分布から主要被写体の距離Ｌ_Ｈを求める（ステップＳ４）。なお、主要被写体の距離Ｌ_Ｈは、例えば、得られた距離分布の中で最も近い距離を選択するようにする。次に、求めた距離Ｌ_Ｈを示すポイントに相当する撮像素子７の出力を利用してイメージャＡＦを行い、ピント位置ＬＤ_Ｈを求め、そのピント位置ＬＤ_Ｈに撮影レンズ５を繰り出し制御する（ステップＳ５）。このピント位置ＬＤ_Ｈが特許請求の範囲に記載の「第１のピント位置」に対応する。この後、被写体の画像を記録媒体１０に記録させる露出動作を行う（ステップＳ６）。
【００４０】
撮影者はこのときの撮影結果をみて撮影結果が自身の望んだものであったか否かを判断する。そして、必要に応じて再撮影を行う。これに対しＣＰＵ１は、撮影者による再撮影の指示があったか否かを判定する（ステップＳ７）。なお、この判定は、レリーズスイッチ１ａが再びＯＮされたことを判定すればよい。
【００４１】
また、再撮影の指示の有無を判定せずに、実際に露出を行う前に、電子ビューファインダ等で露出後の画像を確認できるようにしておき、それを見て再ピント合わせの指示が出せるような機構にしてもよい。例えば、前述の図２のレリーズボタン１ｂで操作されるスイッチを１ｓｔレリーズスイッチと２ｎｄレリーズスイッチの２段押し込み式で構成し、レリーズボタン１ｂを１段押し込むことによって、１ｓｔレリーズスイッチがＯＮして測距動作及びピント合わせ動作を開始させ、レリーズスイッチ１ｂをさらに押し込むことによって、２ｎｄレリーズスイッチがＯＮして露出動作を開始させるようにしておけば、１ｓｔレリーズスイッチのＯＮによって再ピント合わせの指示を出すことができる。
【００４２】
上記ステップＳ７の判定において再撮影の指示がないと判定した場合には、そのまま本フローチャートにおける撮影制御を終了する。このときには、上記ステップＳ１でスタートさせたタイマのカウントを“０”にリセットする。また、タイマのカウントはカメラ起動時にリセットされるようにしてもよい。一方、上記ステップＳ７の判定において再撮影の指示があったと判定した場合には、前述したステップＳ２〜Ｓ４と同様の動作を行う。つまり、外光ＡＦにより像信号Ｉ_２を検出し（ステップＳ８）、それに基づいてマルチＡＦを行った後（ステップＳ９）、主要被写体の距離Ｌ_Ｍを求める（ステップＳ１０）。
【００４３】
前述したように、撮影者は必ずしもピント位置にだけ不満をもって再撮影を行うわけではない。このような場合にもう一度イメージャＡＦによるピント合わせを行うのは時間の無駄であり、また、前述したような表情の変化等の問題もある。そこで、本第１の実施の形態では、所定条件、即ち、以前の撮影からそれほど時間が経っていない場合、被写体がそれほどの距離を移動していない場合、被写体の像信号にそれほどの変化が生じていない場合、の何れかを満たす場合には、イメージャＡＦを行わず外光ＡＦのみで再撮影を行う。
【００４４】
ＣＰＵ１は、前述のタイマのカウント値ｔが所定時間ｔ_０（例えば、１分程度）に達していないか否かを判定する（ステップＳ１１）。タイマのカウント値ｔが所定時間ｔ_０に達していると判定した場合には、距離Ｌ_Ｍと距離Ｌ_Ｈとの間に大きな変化が生じていないか否かを判定する（ステップＳ１２）。距離Ｌ_Ｍと距離Ｌ_Ｈとの間に大きな差が生じていると判定した場合には、像信号Ｉ_１と像信号Ｉ_２との間に大きな変化が生じていないか否かを判定する（ステップＳ１３）。像信号Ｉ_１と像信号Ｉ_２との間に大きな変化が生じていると判定した場合には、主要被写体の距離をＬ_Ｍとして（ステップＳ１４）、上記ステップＳ５に戻り、イメージャＡＦを開始してピント合わせを行う。
【００４５】
一方、上記ステップＳ１１の判定においてタイマのカウントｔが所定時間ｔ_０に達していないと判定した場合、上記ステップＳ１２の判定において距離Ｌ_Ｍと距離Ｌ_Ｈとの間に大きな変化が生じていないと判定した場合、または、上記ステップＳ１３の判定において像信号Ｉ_１と像信号Ｉ_２との間に大きな変化が生じていないと判定した場合には、距離Ｌ_Ｈ、ピント位置ＬＤ_Ｈ、及び距離Ｌ_Ｍより新たなピント位置ＬＤ_Ｍを算出する（ステップＳ１５）。なお、ピント位置ＬＤ_Ｍは特許請求の範囲に記載の「第２のピント位置」に対応する。また、このピント位置ＬＤ_Ｍの算出方法については後に詳述する。
【００４６】
上記ステップＳ１５において、ピント位置ＬＤ_Ｍを算出した後は、このピント位置ＬＤ_Ｍに撮影レンズ５を繰り出し制御した後（ステップＳ１６）、上記ステップＳ６に戻り、露出動作を行う。
【００４７】
例えば、図５（Ｂ）の例では、主要被写体である人物２０ａの目が閉じている状態から、図５（Ａ）の目が閉じていない状態に変化するだけなので、像信号はそれほど変化しない。この場合、再撮影時にはイメージャＡＦを行わず、上記ステップＳ１５の手法によりピント位置を求めることができる。また、図５（Ｃ）の例では、背景の構図は変化するが、図５（Ｃ）と図５（Ａ）とで被写体の距離は殆ど変化しないので、やはりイメージャＡＦを行わずに、上記ステップＳ１５の手法によりピント位置を求めることができる。
【００４８】
なお、前述した環境の変化等によって生じる撮影レンズ５の繰り出し誤差は、上記ステップＳ４及びＳ５において得られた被写体距離とピント位置との関係に基づいて、上記ステップＳ１５で行われる次の手法によって打ち消されるものである。
【００４９】
一般に被写体の距離Ｌの逆数１／Ｌとピント位置ＬＤとの関係は図７の実線で示すような直線関係となる。この関係式は、
ＬＤ＝Ａ×１／Ｌ＋Ｂ　　　　　　　　　　　　（式１）
と表すことができる。ただし、Ａ，Ｂは定数である。予め、ＣＰＵ１の図示しないＲＡＭ等にこの関係を記憶させておく。
【００５０】
しかし、この関係は温度や湿度などの変化や撮影時の姿勢などにより誤差を生じることがある。この誤差を含んだ関係は、図中、破線で示す、“実際１”のような関係となる。
そこで、本第１の実施の形態では、ステップＳ４において検出した距離Ｌ_Ｈにおけるピント位置ＬＤ_Ｈを撮像素子７の出力から求め、このＬＤ_Ｈと距離Ｌ_Ｈにおけるピント位置の理論値ＬＤ_Ｈ０との差ΔＬＤを、
ΔＬＤ＝ＬＤ_Ｈ−ＬＤ_Ｈ０　　　　　　　　　　　（式２）
を用いて算出する。そして、再度の測距の結果Ｌ_Ｍを出力するポイントに対するピント合わせ時には、上記ステップＳ１５において、ΔＬＤを加味した、
ＬＤ_Ｍ＝Ａ×１／Ｌ_Ｍ＋Ｂ＋ΔＬＤ　　　　　　　（式３）
の式を用いて正しいピント位置ＬＤ_Ｍを求め、撮影レンズ５をこのピント位置ＬＤ_Ｍに繰り出し制御する。
【００５１】
図８（Ａ），図８（Ｂ），及び図８（Ｃ）にピント合わせ時のタイミングチャートを示す。なお、図８（Ａ）はピント合わせのたびにイメージャＡＦを行う場合、図８（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態におけるピント合わせの高速化技術を適用した場合、図８（Ｃ）は撮影が終了した場合に撮影レンズ５をもとの位置に戻す場合、を示す。
【００５２】
図８（Ａ）の方式では、まず、測距結果に従って無限遠（∞）位置から撮影レンズ５の繰り出しを行う。図８（Ａ）に示されている１〜５の数字は、この５箇所のピント位置においてコントラスト検出を行うことを示す。なお、この５箇所はこれに限るものではなく、これよりも多い他の複数箇所であってもよい。２回目の測距時には再度５箇所の撮影レンズ位置においてコントラスト検出を行うが、図８（Ａ）の例では、１回目の測距後に撮影レンズ５の位置をリセットせずに、１回目の撮影レンズ５の位置から直接、２回目のイメージャＡＦの開始位置に撮影レンズ５のピント位置を合わせている。これに対し、図８（Ｃ）の例は、露出後に撮影レンズ５の位置をリセットする時間の分、図８（Ａ）よりもピント合わせの時間がかかることになる。
【００５３】
さらに、図８（Ｂ）に示す、本発明によるピント合わせの高速化技術を適用した場合には、１回目のピント合わせの結果から２回目のピント位置を計算により求めるので、２回目のピント合わせ時にはイメージャＡＦを行う必要がない。このため、２回目のピント合わせにかかる時間は外光ＡＦの時間分、即ち、Δｔ_０だけでよい。これにより、図８（Ａ）の例と比較してΔｔ_１の時間の短縮ができ、図８（Ｃ）の例と比較してΔｔ_２の時間の短縮ができる。
【００５４】
なお、図８（Ｂ）のピント位置「４」からピント位置「５」などのように、撮影レンズ５を繰り出し方向から繰り込み方向に変位させる際には、ＬＤ部６における機械部分の結合のゆるみ（ガタ）から生ずる機械部品の相対的な移動、所謂、「バックラッシュ」による繰り出し時と繰り込み時との間でのピントずれについても考慮する必要がある。このバックラッシュを考慮した場合の、被写体距離の逆数１／Ｌとピント位置ＬＤとの関係は、図７において、一点鎖線で示す、“実際２”となる。
【００５５】
つまり、バックラッシュによる誤差が所定の値ΔＬＤ_Ｂであるとすると、前述したのと同様の考え方に基づいて、
ＬＤ_Ｍ＝Ａ×１／Ｌ_Ｍ＋Ｂ＋ΔＬＤ−ΔＬＤ_Ｂ　　　（式４）
で決定されるピント位置ＬＤ_Ｍに撮影レンズ５を繰り込み制御すればよいことが分かる。図８（Ｂ）の２回目のピント合わせ時には、このΔＬＤ_Ｂを考慮した位置にピント合わせを行うことが好ましい。
【００５６】
また、２回目の測距結果が近距離を示し、撮影レンズ５の繰り込み動作を必要としない場合には、上記（式３）の計算でピント位置ＬＤ_Ｍを求めることができる。
【００５７】
さらに、撮影レンズ５がリアフォーカス式のズームレンズである場合には、ズーミングによって、ピント位置が図９のようにシフトする。つまり、望遠側にズームが行われた場合にはピント位置が遠距離側にシフトし、広角側にズームが行われた場合にはピント位置が近距離側にシフトする。したがって、撮影レンズ５がズームレンズである場合のピント合わせ制御時には、ズーミングによるピント位置のシフトも考慮したピント合わせ制御を行うことが好ましい。
【００５８】
図１０は、撮影レンズ５がズームレンズの場合におけるピント合わせ制御の手順を示すフローチャートである。なお、ここでは、前述のバックラッシュによる誤差の補正についても合わせて説明する。
まず、ＣＰＵ１は、撮影者からの撮影開始の指示、即ち、レリーズスイッチ１ａのＯＮ状態を判定したときに、外光ＡＦ方式による測距を行って主要被写体の被写体距離Ｌ_Ｈを算出する（ステップＳ２１）。次に、この被写体距離Ｌ_Ｈを出力するポイントにおいてイメージャＡＦを行い、ピント位置ＬＤ_Ｈを検出する（ステップＳ２２）。撮影者はこのとき電子ビューファインダなどの画像を見て、自身の望んだ構図及びピントであったか否かを判断する。そして、必要に応じて再ピント合わせを行う。これに対しＣＰＵ１は、撮影者による再ピント合わせの指示があったか否かを判定する（ステップＳ２３）。再ピント合わせの指示がなかったと判定した場合には、そのまま本フローチャートのピント合わせ制御を終了する。
【００５９】
一方、上記ステップＳ２３の判定において、撮影者による再ピント合わせの指示があったと判定した場合には、再び外光ＡＦによって被写体距離Ｌ_Ｍを算出する（ステップＳ２４）。次に、撮影者によってズーミング操作がなされていたか否かを判定する（ステップＳ２５）。ズーミング操作がなされていなかったと判定した場合には、上記（式２）を用いてΔＬＤを算出した後（ステップＳ２６）、ステップＳ３０に進む。
【００６０】
上記ステップＳ２５の判定において、ズーミング操作がなされていたと判定した場合には、そのズーミングの操作量が所定量よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２７）。ズーミングの操作量が所定量よりも大きいと判定した場合には、ズーミングによるピント位置のシフト量が大きくなりすぎてしまい、固定の値による補正ではピント合わせ制御の信頼性が低下してしまう。そこで、この場合には、２回目の測距結果Ｌ_Ｍを新たなＬ_Ｈに設定した後（ステップＳ２８）、上記ステップＳ２２に戻り、イメージャＡＦを行う。一方、上記ステップＳ２７の判定において、ズーミングの操作量が所定量以下の場合には、図９に示す、ズーミングによるピント位置のずれＬＤ_Ｚを考慮した、
ΔＬＤ＝ＬＤ_Ｈ−ＬＤ_Ｈ０＋ＬＤ_Ｚ　　　　　　　　（式５）
を用いてΔＬＤを決定した後（ステップＳ２９）、ステップＳ３０に進む。
【００６１】
上記（式２）または上記（式５）によってΔＬＤを決定した後は、撮影レンズ５の制御方向が繰り込み側であるか否か、即ち、２回目の測距結果Ｌ_Ｍと１回目の測距結果Ｌ_Ｈとを比較して、Ｌ_ＭがＬ_Ｈより大きいか否かを判定する（ステップＳ３０）。Ｌ_ＭがＬ_Ｈよりも大きいと判定した場合には、撮影レンズ５を繰り込み制御することになる。つまり、前述のバックラッシュによる誤差が生じる可能性があるので、上記（式４）を用いてピント位置ＬＤ_Ｍを算出した後（ステップＳ３１）、ステップＳ３３に進む。一方、上記ステップＳ３０の判定において、Ｌ_ＭがＬ_Ｈ以下であると判定した場合には、撮影レンズ５を変位させる必要がない、または、撮影レンズ５を繰り出し制御することになる。この場合には上記（式３）によりピント位置ＬＤ_Ｍを算出した後（ステップＳ３２）、ステップＳ３３に進む。
【００６２】
ピント位置ＬＤ_Ｍを算出した後は、その位置に撮影レンズ５のピントを合わせた後（ステップＳ３３）、本フローチャートにおけるピント合わせ制御を終了する。
【００６３】
以上説明したように、本第１の実施の形態によれば、外光ＡＦとイメージャＡＦとを有効に利用して、撮影レンズのピント合わせ制御時におけるバックラッシュによる誤差や撮影レンズがズームレンズである場合のピント位置の移動をも考慮した、高速のピント合わせ制御を行うことができる。
【００６４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態は、前述の第１の実施の形態で説明したピント合わせの高速化技術の特徴を生かして動体を撮影する例である。
【００６５】
図１１（Ａ）から図１１（Ｂ）のように走ってくる被写体を撮影する場合には、まず、図１１（Ａ）のような構図でカメラを構えて、図１１（Ｂ）のように主要被写体である人物２０が撮影者の所望の大きさになったときに撮影を行う。例えば、運動会などで子供がゴールに入る瞬間を撮影したいときなどには、このような撮影方法をとる。
【００６６】
しかし、このような撮影時には人物２０が移動しているので、ピント合わせに時間のかかるイメージャＡＦでは、ピント合わせ中に人物２０が撮影者の所望する位置から移動してしまい、撮影者の所望の構図で撮影を行うことができない場合がある。本第２の実施の形態は、このようなシーンを撮影する場合に用いるものである。
【００６７】
図１２は、第２の実施の形態に係るカメラの動体撮影時の制御手順を示すフローチャートである。なお、本第２の実施の形態に係るカメラには、動体撮影をするためのモードにカメラのモードを設定する図示しないモードスイッチが設けられているものとする。
なお、この他の構成については前述の第１の実施の形態と同様のものが適用できるので、説明を省略する。
【００６８】
カメラモードが動体撮影モードに設定されている場合には、ＣＰＵ１はそれを判定して、外光ＡＦによって背景のコントラストが高い被写体、例えば、木を測距して、その距離Ｌ_Ｈを算出する（ステップＳ４１）。次に、この被写体距離Ｌ_Ｈを出力するポイントにおいてイメージャＡＦを行い、ピント位置ＬＤ_Ｈを検出する（ステップＳ４２）。
【００６９】
撮影者は、このときの構図を確認して、この構図でよければレリーズボタン１ｂを押し込んでレリーズスイッチ１ａをＯＮさせる。ＣＰＵ１はレリーズスイッチ１ａがＯＮされたか否かを判定する（ステップＳ４３）。レリーズスイッチ１ａがＯＮされていないと判定した場合には、モードスイッチの状態を判定し、動体撮影モードが解除されたか否かを判定する（ステップＳ４４）。動体撮影モードが解除されたと判定した場合には、本フローチャートにおける動体撮影制御を終了する。一方、動体撮影モードが解除されていないと判定した場合には、上記ステップＳ４１に戻る。つまり、動体撮影モードが解除されない限りは、背景被写体に対して外光ＡＦ及びイメージャＡＦが繰り返し行われることになる。
【００７０】
一方、上記ステップＳ４３の判定において、レリーズスイッチ１ａがＯＮされたと判定した場合には、主要被写体である人物２０に対して外光ＡＦを行って、その被写体距離Ｌ_Ｒを算出する（ステップＳ４５）。そして、Ｌ_Ｈ、ＬＤ_Ｈ、及びＬ_Ｒの関係からピント位置ＬＤ_Ｒを算出する（ステップＳ４６）。なお、このＬＤ_Ｒの算出方法については後に詳述する。つまり、シャッターチャンス時においては、イメージャＡＦを行わないので、高速のピント合わせが可能である。
【００７１】
この後、図１３のようにして人物２０が動いていることを考慮して、上記ステップＳ４３においてレリーズスイッチ１ａがＯＮされたタイミングｔ_Ｒと実際に露出が行われるタイミングｔ_Ｅとの間での人物２０の移動量ΔＬを加味してピント位置の補正を行う（ステップＳ４７）。ここでは、説明を簡単にするために移動量ΔＬを、例えば、平均的な人間の歩く速さや走る速さにレリーズスイッチ１ａがＯＮしてから露出が行われるまでの時間（ｔ_Ｅ−ｔ_Ｒ）を乗算することにより算出した所定の値であるとする。つまり、レリーズスイッチ１ａがＯＮするタイミングから実際に露出が行われるまでの間では、速度の変化がそれほど大きくはないであろうという考えに基づいている。勿論、被写体２０の移動速度を検出できるようにして、その速度からΔＬを算出するようにしてもよい。
移動量ΔＬを用いてピント位置を補正した後は、補正したピント位置に撮影レンズ５のピントを合わせて、露出を行う（ステップＳ４８）。
【００７２】
次に、上記ステップＳ４６におけるピント位置ＬＤ_Ｒの算出方法について説明する。
前述したように、レリーズスイッチ１ａがＯＮされず、動体撮影モードが解除されない限りは、所定時間ごとに背景被写体に対して外光ＡＦ及びイメージャＡＦが実行される。つまり、この間にカメラの向いている方向を変更された場合には、例えば、図１１（Ａ）において、主要被写体２０以外の背景の木や家などに対して外光ＡＦやイメージャＡＦが行われるので、複数の距離に対するピント位置を図１４のようにして求めることができる。この図１４の直線関係は、理論値の関係である（式１）の関係に相当するものであり、理論値に対する誤差をも含んだものである。これにより、上記ステップＳ４５において外光ＡＦを行って被写体距離Ｌ_Ｒを算出すれば、
ＬＤ_Ｒ＝Ａ´×１／Ｌ_Ｒ＋Ｂ´　　　　　　　　　　　（式６）
からピント位置ＬＤ_Ｒを求めることができる。ただし、このＡ´，Ｂ´は図１４の関係から求めることができる定数である。
以上説明したように、本第２の実施の形態によれば、動体撮影時においても高速かつ正しいピント合わせを行うことができる。
【００７３】
以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、外光ＡＦとイメージャＡＦとを有効に利用して撮影レンズの位置誤差を打ち消しつつ、高速で主要被写体にピント合わせをすることができるカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るカメラの内部構成を示すブロック図である。
【図２】図２（Ａ）は受光レンズとセンサアレイ及び撮影レンズと撮像素子の位置関係に関する説明図であり、図２（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係るカメラの外観図である。
【図３】図３（Ａ）は外光ＡＦにおけるセンサアレイの測定範囲を示す図であり、図３（Ｂ）は外光ＡＦにより検出した被写体距離の分布図である。
【図４】外光ＡＦの測距原理図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態が想定している撮影シーンに対する説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るカメラの撮影制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】ピント位置の算出方法に対する説明図である。
【図８】図８（Ａ）はピント合わせのたびにイメージャＡＦを行う場合の撮影制御時のタイミングチャートであり、図８（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態におけるピント合わせの高速化技術を適用した場合の撮影制御時のタイミングチャートであり、図８（Ｃ）は撮影が終了した場合に撮影レンズをもとの位置に戻す場合の撮影制御時のタイミングチャートである。
【図９】ズームレンズにおける被写体距離とピント位置との関係を示すグラフである。
【図１０】撮影レンズがズームレンズの場合のピント合わせ制御の手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１（Ａ）は被写体が移動する前の撮影シーンを示す図であり、図１１（Ｂ）は被写体が移動した後の撮影シーンを示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るカメラのピント合わせ制御の手順を示すフローチャートである。
【図１３】レリーズスイッチがＯＮしてから実際に露出が行われるまでのタイムラグに関する説明図である。
【図１４】被写体の位置とピント位置との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１　マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
１ａ　レリーズスイッチ
２，２ａ，２ｂ　受光レンズ
３ａ，３ｂ　センサアレイ
４　測距部
４ａ，８　アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部
４ｂ　測距演算部
５　撮影レンズ
６　レンズ駆動（ＬＤ）部
７　撮像素子
９　画像処理部
１０　記録媒体
１１　光源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a camera. In particular, the present invention relates to an improvement of an autofocus (AF) technique of an electronic camera that records an image of a subject as a digital signal.
[0002]
[Prior art]
The electronic camera has an image pickup device such as a CCD (Charge Coupled Device) for photographing. For this reason, in an electronic camera, a TTL (Through The Lens) AF (hereinafter, this method) that focuses on a photographing lens by effectively utilizing an image signal output by an image sensor when the photographing lens is slightly displaced. Is referred to as an imager AF). That is, in this imager AF, the focus position of the photographing lens is determined by detecting the contrast output by the image sensor.
[0003]
On the other hand, since a silver halide camera, particularly a compact camera, does not require such an image sensor at the time of photographing, a distance measuring device for AF is mounted separately from a photographing optical system including a photographing lens. That is, in a compact camera, an AF method of controlling a photographing lens according to an output signal of a distance measuring device (hereinafter, AF of this method is referred to as external light AF) is generally used.
[0004]
However, in recent years, it has been found that these imager AF and external light AF each have disadvantages. The disadvantages of these AF methods are as follows.
[0005]
First, in the imager AF, AF is basically performed by using an image pickup element for photographing. Therefore, when the focus of the photographing lens is largely out of the object, the image of the object is blurred and cannot be clearly captured. AF cannot be performed. Also, the direction of focus cannot be known until after the photographing lens is moved, and the AF is performed while moving the photographing lens, so that the time required for capturing the image of the subject is also limited. As a result, a long time is required for focusing. is necessary. Also, it is difficult to detect a main subject in a so-called “multi-AF method” that compares the distances of a plurality of points.
[0006]
On the other hand, in the external light AF, a high-speed distance detection is possible because a dedicated AF sensor is used. It is not possible to cancel an error or a position error of the photographing lens due to a photographing posture at the time of photographing with the camera.
[0007]
Therefore, a technique for solving these drawbacks of the AF method has been proposed (for example, see Patent Document 1). In this technique, first, coarse distance measurement is performed using external light AF, and then final focusing is performed by an imager AF.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-32482
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, what can be measured by the external light AF cannot always be measured by the imager AF. In such a case, it may not be possible to perform sufficient focusing even by using the above technique. .
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a camera capable of effectively focusing on a main subject at high speed while effectively canceling a position error of a photographing lens by using external light AF and imager AF. The purpose is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a camera according to the present invention comprises an image sensor for converting a subject image obtained through a photographing lens into an electric signal, and a contrast detecting means for detecting a contrast of the subject from an output of the image sensor. And a subject distance detecting unit that is provided in a different optical path from the taking lens, detects a distance to the subject, and detects the subject based on the distance to the subject detected by the subject distance detecting unit. Controlling the position, detecting the contrast of the subject at the photographing lens position by the contrast detection means, and then detecting the contrast of the subject at at least four photographing lens positions while changing the position of the photographing lens; Based on the detected change in the contrast of the subject, the first A first focus position determining means for determining a focus position; and a distance to the subject, the first focus position, and the first and second focus positions determined after the first focus position is determined by the first focus position determination means. And a second focus position determining means for determining a second focus position of the photographing lens based on the distance of the subject newly detected by the subject distance detecting means.
[0012]
In order to achieve the above object, a camera according to the present invention includes a distance measuring device that obtains a subject distance using an optical system different from a photographing lens, and contrast information obtained through the photographing lens. A focus position detecting device for obtaining the focus position of the subject by using a shutter release switch operated at the timing of starting the shooting of the subject; a subject distance obtained by operating the distance measuring device before operating the release switch; A calculation control means for calculating a focus position of the photographing lens from a focus position obtained by operating the position detection device and a subject distance obtained by operating the distance measurement device after operating the release switch. It is characterized by the following.
[0013]
Further, in order to achieve the above object, a camera according to the present invention comprises: an imaging unit for converting a subject image incident through a photographic lens into an electric signal; and a contrast detection unit for detecting contrast information from an output of the imaging unit. First focus control means for adjusting a first focus position of the photographing lens based on contrast information detected by the contrast detection means, and detecting a subject distance using an optical path different from that of the photographing lens. Subject distance detecting means; and second focus control means for adjusting a second focal position of the photographing lens based on the subject distance detected by the subject distance detecting means. After performing the second focus position adjustment by the second focus control means, the first focus control means performs the first focus adjustment. Point adjustment is performed, and in the subsequent focus adjustment operation, the focal position of the imaging lens after the second focal position adjustment and the focal position of the imaging lens after the first focal position adjustment in the first focus adjustment operation are performed. And adjusting the focus position by correcting the focus position controlled by the second focus control means based on the relationship.
[0014]
Further, in order to achieve the above object, a camera according to the present invention comprises: an imaging unit for converting a subject image incident through a photographic lens into an electric signal; and a contrast detection unit for detecting contrast information from an output of the imaging unit. First focus control means for adjusting a focus position of the photographing lens based on contrast information detected by the contrast detection means, and subject distance detection for detecting a subject distance using an optical path different from the photographing lens Means, and second focus control means for adjusting the focal position of the photographing lens based on the subject distance detected by the subject distance detection means, wherein the first and second focus adjustment operations are performed in the first focus adjustment operation. The focus is adjusted by using the first focus control means in combination with the first focus control means. From the relationship between the focal position determined by the boss was focal position and the second focus control means, and performs focus adjustment position by said second focus control means.
[0015]
Further, in order to achieve the above object, a camera according to the present invention comprises: an imaging unit for converting a subject image incident through a photographic lens into an electric signal; and a contrast detection unit for detecting contrast information from an output of the imaging unit. And a subject distance detecting means for detecting a subject distance using an optical path different from that of the photographing lens. First, a first distance to the photographing lens using outputs of the subject distance detecting means and the contrast detecting means. A focus adjustment operation is performed, and when the output of the object distance detection means or the contrast detection means is under a predetermined condition, a second focus adjustment operation for the photographing lens is performed using only the output of the object distance detection means. Is performed.
[0016]
That is, in the present invention, the next focusing is performed only by the external light AF using the respective AF results obtained when the external light AF and the imager AF are performed together.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of the camera according to the first embodiment of the present invention. That is, the camera according to the first embodiment of the present invention includes a microcontroller (CPU) 1, light receiving lenses 2a and 2b, sensor arrays 3a and 3b, a distance measuring unit 4, a photographing lens 5, a lens It includes a drive (LD) unit 6, an image sensor 7, an analog / digital (A / D) converter 8, an image processor 9, a recording medium 10, and a light source 11.
[0018]
The CPU 1 is an arithmetic control unit for controlling the sequence of the entire camera. A release switch 1a for starting a shooting sequence is connected to the CPU1. The CPU 1 starts a series of photographing sequences by determining the ON state of the release switch 1a by the photographer. It should be noted that the CPU 1 includes a “contrast detection unit”, a “first focus position determination unit (first focus control unit)”, and a “second focus position determination unit (second focus control unit)”. )).
[0019]
The pair of light receiving lenses 2a and 2b receive an image from the subject 20 and form an image on the pair of sensor arrays 3a and 3b. The pair of sensor arrays 3 a and 3 b convert the formed image from the subject 20 into an electric signal (hereinafter, referred to as an “image signal”) and output the converted signal to the distance measuring unit 4.
[0020]
The distance measuring unit 4 is a so-called “passive type” distance measuring unit that includes an A / D converter 4a and a distance measuring calculator 4b. The A / D converter 4a in the distance measuring unit 4 converts the image signals input from the sensor arrays 3a and 3b into digital signals and outputs the digital signals to the distance calculating unit 4b. The distance measurement calculation unit 4b calculates the distance from the camera to the subject 20, that is, the subject distance, based on the principle of triangulation based on the digital signal. The principle of the triangulation will be described later in detail. Note that the distance measuring unit 4 corresponds to “subject distance detecting means” described in the claims.
[0021]
Then, the CPU 1 controls the focusing of the photographing lens 5 based on the subject distance calculated as described above. That is, the CPU 1 controls the drive of the photographing lens 5 via the LD unit 6 to a focus position based on the subject distance calculated by the distance measurement calculation unit 4b.
[0022]
After the focusing of the taking lens 5 is completed, an exposure operation is performed. The image sensor 7 is configured by a CCD or the like, converts an image formed from the subject 20 through the photographing lens 5 into an electric image signal, and outputs the signal to the A / D converter 8. The A / D converter 8 converts the image signal into a digital signal, and outputs the digital signal to the image processor 9. The image processing unit 9 corrects the color and gradation of the image based on the input digital signal, compresses the signal, and records the image on the recording medium 10.
[0023]
The light source 11 is an auxiliary light irradiation device including a strobe device or the like. The light source 11 irradiates the subject 20 with auxiliary light for exposure and distance measurement according to the shooting scene.
[0024]
The positional relationship between the light receiving lenses 2a and 2b and the sensor arrays 3a and 3b, and the positional relationship between the photographing lens 5 and the image sensor 7 are as shown in FIG. That is, the image of the same subject 20 can be detected by the sensor arrays 3a and 3b and the image sensor 7. Also, when the outputs of the sensor arrays 3a and 3b are used for measuring the subject distance, the image of the subject formed at the position shown by the broken line in the figure is replaced with the image of the subject 20 formed at the position shown by the solid line in the figure. By using this, it is possible to detect the distance of a subject other than the subject 20 in the shooting screen.
[0025]
FIG. 2B is an external view of the camera according to the first embodiment. That is, a release button 1b for operating the release switch 1a is provided on the upper surface of the camera 30. On the front surface of the camera 30, the above-described photographing lens 5 and light receiving lenses 2a and 2b are provided in a positional relationship shown in FIG. A light emitting window 11a for the light source 11 is provided on the front surface of the camera 30.
[0026]
In the external light AF as described above, the subject distance is detected based on the principle of triangulation using the pair of light receiving lenses 2a and 2b and the sensor arrays 3a and 3b like human eyes, and the subject distance is detected. , The focusing of the photographing lens 5 is performed.
[0027]
On the other hand, there is also a TTL imager AF that detects the focus position of the photographing lens 5 using the image sensor 7 in the passive AF. The imager AF detects the contrast of the image of the subject formed on the image sensor 7 while changing the position of the photographing lens 5 by the LD unit 6, and determines the position of the photographing lens 5 having the highest contrast. The focus position.
That is, the imager AF is a focus control based on a principle different from that for determining the focus position based on the subject distance as in the above-described external light AF.
[0028]
In such an imager AF, even if an error occurs in the position control of the photographing lens 5, if the error is small, the focus position can be detected by taking the error into consideration. However, when the person 20a, which is the main subject, is present at a position other than the center of the photographing screen 21 as shown in FIG. 3A, it is difficult to quickly focus the photographing lens 5 on the person 20a. It is. That is, in order to identify the main subject, it is necessary to determine which subject is appropriate as the main subject after performing the above-described contrast determination on each of the person 20a and the background subject tree 20b. Because. At this time, it is necessary to perform a process of temporarily capturing an image at a focus position corresponding to each subject and then determining the contrast, which takes time.
[0029]
On the other hand, in the external light AF, as shown in FIG. 2A, the image signals from the sensor arrays 3a and 3b are detected, and the deviation of the image signal of the subject based on the parallax of the light receiving lenses 2a and 2b is detected. To determine the subject distance. That is, since the photographing lens 5 is driven only after the focus position is determined, the time required for focusing is shorter than that of the imager AF. In addition, since the distance to the subject other than the main subject only needs to be changed by switching the image signal of the subject used in the subject distance calculation, a wide area such as the area 3c in FIG. Can be detected.
[0030]
FIG. 3B shows an example of the distance distribution detected as described above. If this distance distribution is obtained, it is possible to quickly detect where the main subject exists. However, when detecting a distance distribution using an image signal, it is difficult to detect a distance of a subject having no contrast. Thus, for example, the object distance may be obtained by irradiating light from the light source 11 toward the object and detecting the reflected light. That is, the amount of reflected light obtained from a long-distance subject is small, and the amount of reflected light obtained from a short-distance subject is large, so that even a subject having no contrast can correctly detect the subject distance. Alternatively, it may be determined that a main subject does not exist in a low contrast area.
[0031]
As a method of detecting a main subject in the imager AF, a method of detecting a main subject from a shape of an image signal, a method of detecting the main subject from color information of an image, and the like are known. Since these methods are the same as those in the related art, a description thereof will be omitted. However, in general, these methods can detect the main subject at a higher speed than determining the main subject from the distance distribution.
[0032]
Next, the principle of distance measurement by the external light AF sensor will be described with reference to FIG.
The image of the subject 20 is formed on the sensor arrays 3a and 3b via the pair of light receiving lenses 2a and 2b. The relative positional difference x of the formed image changes according to the parallax B of the pair of light receiving lenses 2a and 2b, the focal length f of the light receiving lenses, and the subject distance L.
[0033]
That is, the image of the subject 20 existing on the optical axis of the one light receiving lens 2a is formed on the sensor array 3a, and the optical axis of the light receiving lens 2b is placed on the sensor array 3b via the other light receiving lens 2b. An image is formed at a position x away from the image. Therefore, the subject distance L can be calculated by detecting the positional difference x between the two images. That is, in FIG. 4, x is detected and
L = B · f / x
Is calculated, the subject distance L can be calculated.
[0034]
Here, a description will be given of a shooting scene in which the focusing speed is increased in the first embodiment. In the first embodiment, a shooting scene in which the focus is to be speeded up is a scene as shown in FIG. It is assumed that the photographer intends to take a photograph having a composition in which the building 20c and the person 20a are arranged as shown in FIG.
In the composition shown in FIG. 5A, a photo opportunity is when the person 20a smiles or has a good expression. However, when focusing is performed using the imager AF that detects the maximum contrast while moving the photographing lens 5 to detect the focus position, the photographing is performed with the expression at the time of the photo opportunity due to the time lag at the time of focusing. Otherwise, a photograph or the like in which the subject closes his eyes may be taken as shown in FIG. 5B. Further, even if the photographing is performed again, there is a possibility that a photograph with a poor expression may be photographed again as long as the time lag described above exists.
[0035]
Also, if a photograph is taken in a hurry just because the expression of the person 20a is good, the building 20c as the background is hidden behind the person 20a as shown in FIG. 5C, and the expression of the person 20a is At best, the composition may be bad. In such a situation, it is desired to change only the composition while keeping the gesture and expression of the person 20a. However, once the composition is as shown in FIG. 5A, focusing is performed again. Sometimes, the expression of the person 20a may be impaired.
[0036]
In such a situation, the photographer is not dissatisfied with the focus, and re-takes the image, feeling a problem with the composition at the time of shooting and the expression of the person. Therefore, in such a case, it is extremely wasteful to perform the focusing many times using the imager AF that requires a long time for the focusing. However, when focusing is performed using only the external light AF, the above-described positional error of the photographing lens 5 at the time of focusing cannot be canceled.
[0037]
Therefore, in the first embodiment, the imaging control according to the flowchart shown in FIG. 6 is performed, and when the predetermined condition that the error is not so large by only the external light AF is satisfied, the imager AF is not performed. The second and subsequent focusing operations are performed using only the external light AF.
[0038]
First, the CPU 1 starts counting of a timer (not shown) when an instruction to start photographing from the photographer, that is, when the ON state of the release switch 1a is determined (step S1). This is for measuring the time since the first focusing. Next, the distance to the subject is calculated by the external light AF. For this purpose, first, the image signal I formed on the sensor arrays 3a and 3b ₁ Is detected (step S2). Then, the detected image signal I ₁ Are used to measure the distance (multi-AF) of a plurality of points in the shooting screen (step S3) to obtain the aforementioned distance distribution.
[0039]
From the distance distribution thus obtained, the distance L of the main subject is calculated. _H Is obtained (step S4). Note that the distance L of the main subject is _H Is to select the closest distance in the obtained distance distribution, for example. Next, the calculated distance L _H Is performed using the output of the image sensor 7 corresponding to the point indicating the focus position LD. _H And focus position LD _H Next, the shooting lens 5 is extended (step S5). This focus position LD _H Corresponds to the “first focus position” described in the claims. Thereafter, an exposure operation for recording an image of the subject on the recording medium 10 is performed (step S6).
[0040]
The photographer determines whether or not the photographing result is what he or she desires by looking at the photographing result at this time. Then, re-shooting is performed as necessary. On the other hand, the CPU 1 determines whether or not the photographer has instructed re-imaging (step S7). This determination may be made by determining that the release switch 1a has been turned ON again.
[0041]
Also, before actually performing the exposure, it is possible to check the image after the exposure using an electronic viewfinder or the like without judging the presence or absence of the instruction for the re-shooting, and the instruction for the re-focusing can be issued by looking at the image. Such a mechanism may be used. For example, the switch operated by the release button 1b in FIG. 2 described above is constituted by a two-stage push-in type of a first release switch and a second release switch, and when the release button 1b is depressed by one stage, the first release switch is turned on and measured. By starting the distance operation and the focusing operation, and further pressing down the release switch 1b, the second release switch is turned on and the exposure operation is started. be able to.
[0042]
If it is determined in step S7 that there is no instruction for re-imaging, the imaging control in this flowchart ends as it is. At this time, the count of the timer started in step S1 is reset to "0". Further, the count of the timer may be reset when the camera is started. On the other hand, if it is determined in step S7 that re-photographing has been instructed, operations similar to those in steps S2 to S4 described above are performed. That is, the image signal I is generated by the external light AF. ₂ Is detected (step S8), and based on the multi AF (step S9), the distance L of the main subject is _M Is obtained (step S10).
[0043]
As described above, the photographer does not necessarily re-take the image with dissatisfaction only with the focus position. In such a case, re-focusing by the imager AF is a waste of time, and there is a problem such as a change in expression as described above. Therefore, in the first embodiment, when the predetermined condition is satisfied, that is, when not much time has passed since the previous photographing, when the subject has not moved so much distance, so much change occurs in the image signal of the subject. Otherwise, if either of the conditions is satisfied, re-shooting is performed only with external light AF without performing imager AF.
[0044]
The CPU 1 determines that the count value t of the above-described timer is a predetermined time t. ₀ (For example, about one minute) is determined (step S11). The count value t of the timer is a predetermined time t ₀ Is determined to have reached the distance L _M And distance L _H Then, it is determined whether or not a large change has occurred (step S12). Distance L _M And distance L _H Is determined to have a large difference between ₁ And image signal I ₂ Then, it is determined whether or not a large change has occurred (step S13). Image signal I ₁ And image signal I ₂ When it is determined that a large change has occurred between _M (Step S14), the process returns to Step S5, the imager AF is started, and focusing is performed.
[0045]
On the other hand, in the determination in step S11, the count t of the timer is equal to the predetermined time t. ₀ Is determined to have not reached the distance L in the determination in step S12. _M And distance L _H Is determined not to have a large change, or the image signal I is determined in the determination in step S13. ₁ And image signal I ₂ If it is determined that no large change has occurred between the distance L _H , Focus position LD _H , And distance L _M Newer focus position LD _M Is calculated (step S15). Note that the focus position LD _M Corresponds to the “second focus position” described in the claims. Also, this focus position LD _M The calculation method of will be described later in detail.
[0046]
In step S15, the focus position LD _M Is calculated, the focus position LD _M After the shooting lens 5 is controlled to be extended (step S16), the process returns to step S6 to perform an exposure operation.
[0047]
For example, in the example of FIG. 5B, the state of the eyes of the person 20a, which is the main subject, is changed from the closed state only to the state in which the eyes of FIG. . In this case, the focus position can be obtained by the method in step S15 without performing the imager AF at the time of re-photographing. In the example of FIG. 5C, the composition of the background changes, but the distance between the objects hardly changes between FIGS. 5C and 5A. The focus position can be obtained by the method of step S15.
[0048]
The extension error of the photographing lens 5 caused by the above-described change in the environment and the like is canceled out by the following method performed in step S15 based on the relationship between the subject distance and the focus position obtained in steps S4 and S5. It is what is done.
[0049]
In general, the relationship between the reciprocal 1 / L of the distance L to the subject and the focus position LD is a linear relationship as shown by the solid line in FIG. This relation is
LD = A × 1 / L + B (Equation 1)
It can be expressed as. Here, A and B are constants. This relationship is stored in the RAM (not shown) of the CPU 1 in advance.
[0050]
However, this relationship may cause an error due to a change in temperature or humidity, a posture at the time of photographing, or the like. The relationship including the error is a relationship such as “actual 1” indicated by a broken line in the figure.
Therefore, in the first embodiment, the distance L detected in step S4 _H Focus position LD _H Is obtained from the output of the image sensor 7 and this LD _H And distance L _H Theoretical value of focus position LD _H0 And the difference ΔLD from
ΔLD = LD _H -LD _H0 (Equation 2)
Is calculated using Then, the result of the distance measurement L again _M When focusing on the point where is output, in step S15, ΔLD is taken into account.
LD _M = A × 1 / L _M + B + ΔLD (Equation 3)
Focus position LD using the formula _M And the photographing lens 5 is moved to this focus position LD. _M Control.
[0051]
FIGS. 8A, 8B, and 8C show timing charts at the time of focusing. FIG. 8A shows a case where the imager AF is performed each time focusing is performed, and FIG. 8B shows a case where the focusing speedup technique according to the first embodiment of the present invention is applied. () Shows a case where the photographing lens 5 is returned to the original position after the photographing is completed.
[0052]
In the method of FIG. 8A, first, the taking lens 5 is extended from the infinity (∞) position according to the distance measurement result. Numerals 1 to 5 shown in FIG. 8A indicate that contrast detection is performed at these five focus positions. Note that the five locations are not limited to this, and other multiple locations may be provided. At the time of the second distance measurement, contrast detection is performed again at five photographing lens positions. However, in the example of FIG. The focus position of the photographing lens 5 is directly adjusted from the position of the lens 5 to the start position of the second imager AF. On the other hand, in the example of FIG. 8C, focusing time is longer than that of FIG. 8A by the time for resetting the position of the photographing lens 5 after exposure.
[0053]
Further, when the high-speed focusing technique according to the present invention shown in FIG. 8B is applied, the second focusing position is obtained by calculation from the result of the first focusing, so that the second focusing is performed. Sometimes it is not necessary to perform imager AF. Therefore, the time required for the second focusing is the time of the external light AF, that is, Δt ₀ Just need. Thereby, Δt is compared with the example of FIG. ₁ Can be reduced, and Δt can be reduced as compared with the example of FIG. ₂ Time can be shortened.
[0054]
When the photographing lens 5 is displaced from the extending direction to the retracting direction, such as from the focus position “4” to the focus position “5” in FIG. It is also necessary to consider the relative movement of the mechanical parts resulting from the backlash, that is, the focus shift between the time of feeding and the time of feeding due to so-called "backlash". In consideration of this backlash, the relationship between the reciprocal 1 / L of the subject distance and the focus position LD is "actual 2" shown by a dashed line in FIG.
[0055]
That is, the error due to the backlash is a predetermined value ΔLD _B , Based on the same idea as described above,
LD _M = A × 1 / L _M + B + ΔLD-ΔLD _B (Equation 4)
Focus position LD determined by _M It can be seen that the photographing lens 5 should be re-introduced and controlled. At the time of the second focus adjustment shown in FIG. _B It is preferable to perform focusing at a position in consideration of the above.
[0056]
When the result of the second distance measurement indicates a short distance and the retraction operation of the photographing lens 5 is not required, the focus position LD is calculated by the above (Equation 3). _M Can be requested.
[0057]
Further, when the photographing lens 5 is a rear focus type zoom lens, the focus position shifts as shown in FIG. 9 due to zooming. That is, when the zoom is performed on the telephoto side, the focus position shifts to the far distance side, and when the zoom is performed on the wide angle side, the focus position shifts to the short distance side. Therefore, at the time of focusing control when the photographing lens 5 is a zoom lens, it is preferable to perform focusing control in consideration of the shift of the focus position due to zooming.
[0058]
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure of focusing control when the photographing lens 5 is a zoom lens. Here, the correction of the error due to the backlash will also be described.
First, the CPU 1 performs distance measurement by the external light AF method to determine the subject distance L of the main subject when the photographer instructs the start of photography, that is, determines the ON state of the release switch 1a. _H Is calculated (step S21). Next, the subject distance L _H Imager AF is performed at the point where _H Is detected (step S22). At this time, the photographer looks at the image on the electronic viewfinder or the like, and determines whether or not the desired composition and focus have been achieved. Then, refocusing is performed as necessary. On the other hand, the CPU 1 determines whether or not an instruction for refocusing has been given by the photographer (step S23). If it is determined that there is no instruction for refocusing, the focus control of the present flowchart is terminated.
[0059]
On the other hand, if it is determined in step S23 that the photographer has instructed refocusing, the object distance L is again determined by the external light AF. _M Is calculated (step S24). Next, it is determined whether or not a zooming operation has been performed by the photographer (step S25). If it is determined that the zooming operation has not been performed, ΔLD is calculated using the above (Equation 2) (step S26), and the process proceeds to step S30.
[0060]
If it is determined in step S25 that the zooming operation has been performed, it is determined whether the zooming operation amount is larger than a predetermined amount (step S27). If it is determined that the operation amount of zooming is larger than the predetermined amount, the shift amount of the focus position due to zooming becomes too large, and the reliability of the focus adjustment control decreases with the correction using the fixed value. Therefore, in this case, the second distance measurement result L _M The new L _H (Step S28), the process returns to step S22, and the imager AF is performed. On the other hand, if it is determined in step S27 that the operation amount of zooming is equal to or less than the predetermined amount, the focus position deviation LD due to zooming shown in FIG. _Z Considering the
ΔLD = LD _H -LD _H0 + LD _Z (Equation 5)
Is used to determine ΔLD (step S29), and the process proceeds to step S30.
[0061]
After the ΔLD is determined by (Equation 2) or (Equation 5), it is determined whether or not the control direction of the photographing lens 5 is the retraction side, that is, the second distance measurement result L _M And the first distance measurement result L _H And L _M Is L _H It is determined whether or not the value is greater than (step S30). L _M Is L _H If it is determined that the value is larger than the predetermined value, the photographing lens 5 is controlled to be driven into. That is, since the error due to the backlash may occur, the focus position LD is calculated using the above (Equation 4). _M After calculating (Step S31), the process proceeds to Step S33. On the other hand, in the determination in step S30, L _M Is L _H When it is determined that the following conditions are satisfied, the photographing lens 5 does not need to be displaced, or the photographing lens 5 is extended and controlled. In this case, the focus position LD is calculated by the above (Equation 3). _M After calculating (Step S32), the process proceeds to Step S33.
[0062]
Focus position LD _M Is calculated, the focus of the photographing lens 5 is adjusted to that position (step S33), and then the focusing control in this flowchart is ended.
[0063]
As described above, according to the first embodiment, the error due to backlash during the focusing control of the photographing lens and the photographing lens cannot be used by effectively using the external light AF and the imager AF. High-speed focus control can be performed in consideration of the movement of the focus position in a certain case.
[0064]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment of the present invention is an example in which a moving object is photographed by utilizing the features of the high-speed focusing technique described in the first embodiment.
[0065]
When shooting an object running as shown in FIG. 11A to FIG. 11B, first, the camera is held in a composition as shown in FIG. 11A, and as shown in FIG. The photographing is performed when the person 20, which is the main subject, has reached the size desired by the photographer. For example, when it is desired to photograph the moment when a child enters a goal at an athletic meet or the like, such a photographing method is employed.
[0066]
However, since the person 20 is moving during such shooting, in the imager AF that takes time to focus, the person 20 moves from the position desired by the photographer during focusing, and the desired In some cases, it is not possible to shoot with composition. The second embodiment is used for photographing such a scene.
[0067]
FIG. 12 is a flowchart illustrating a control procedure when the camera according to the second embodiment captures a moving object. It is assumed that the camera according to the second embodiment is provided with a mode switch (not shown) for setting the mode of the camera to a mode for capturing a moving object.
Note that the other configuration is the same as that of the above-described first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0068]
When the camera mode is set to the moving object photographing mode, the CPU 1 determines the moving object photographing mode, measures a subject having a high background contrast, for example, a tree by the external light AF, and measures the distance L. _H Is calculated (step S41). Next, the subject distance L _H Imager AF is performed at the point where _H Is detected (step S42).
[0069]
The photographer checks the composition at this time, and presses the release button 1b to turn on the release switch 1a if the composition is acceptable. The CPU 1 determines whether or not the release switch 1a has been turned on (step S43). When it is determined that the release switch 1a has not been turned ON, the state of the mode switch is determined, and it is determined whether or not the moving object shooting mode has been released (step S44). When it is determined that the moving object photographing mode has been released, the moving object photographing control in this flowchart ends. On the other hand, if it is determined that the moving object shooting mode has not been released, the process returns to step S41. That is, as long as the moving object shooting mode is not canceled, the external light AF and the imager AF are repeatedly performed on the background subject.
[0070]
On the other hand, if it is determined in step S43 that the release switch 1a has been turned on, external light AF is performed on the person 20 as the main subject, and the subject distance L is determined. _R Is calculated (step S45). And L _H , LD _H , And L _R Focus position LD from the relationship _R Is calculated (step S46). Note that this LD _R The calculation method of will be described later in detail. That is, at the time of a photo opportunity, the imager AF is not performed, so that high-speed focusing can be performed.
[0071]
Thereafter, in consideration of the fact that the person 20 is moving as shown in FIG. 13, the timing t when the release switch 1a is turned on in the above-mentioned step S43. _R And the timing t when exposure is actually performed _E The correction of the focus position is performed in consideration of the movement amount ΔL of the person 20 between (step S47). Here, in order to simplify the explanation, the movement amount ΔL is set to, for example, the time (t) from when the release switch 1a is turned ON to when the exposure is performed to the average human walking speed or running speed. _E -T _R ) Is multiplied by a predetermined value. In other words, it is based on the idea that the speed change will not be so large from the timing when the release switch 1a is turned ON until the actual exposure is performed. Of course, the moving speed of the subject 20 may be detected, and ΔL may be calculated from the detected speed.
After correcting the focus position using the movement amount ΔL, the exposure is performed by focusing the photographing lens 5 on the corrected focus position (step S48).
[0072]
Next, the focus position LD in the above step S46 _R The calculation method of will be described.
As described above, as long as the release switch 1a is not turned on and the moving object shooting mode is not canceled, the external light AF and the imager AF are executed on the background subject at predetermined time intervals. That is, if the direction of the camera is changed during this time, for example, in FIG. 11A, the external light AF or the imager AF is performed on a background tree or a house other than the main subject 20. Therefore, the focus positions for a plurality of distances can be obtained as shown in FIG. The linear relationship in FIG. 14 corresponds to the relationship of (Expression 1), which is a relationship between theoretical values, and includes an error with respect to the theoretical value. Thus, the external light AF is performed in step S45, and the object distance L _R By calculating
LD _R = A'x1 / L _R + B '(Equation 6)
Focus position LD from _R Can be requested. However, A 'and B' are constants that can be obtained from the relationship shown in FIG.
As described above, according to the second embodiment, high-speed and accurate focusing can be performed even when capturing a moving object.
[0073]
Although the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible within the scope of the present invention. is there.
[0074]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, there is provided a camera capable of focusing on a main subject at high speed while effectively canceling out a position error of a photographing lens by using external light AF and imager AF. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an internal configuration of a camera according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a diagram illustrating a positional relationship between a light receiving lens and a sensor array and a photographing lens and an image sensor, and FIG. 2B is an external view of a camera according to the first embodiment of the present invention; FIG.
3A is a diagram showing a measurement range of a sensor array in external light AF, and FIG. 3B is a distribution diagram of a subject distance detected by external light AF.
FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of distance measurement of external light AF.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a shooting scene assumed in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure of image capturing control of the camera according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram for a method of calculating a focus position.
FIG. 8A is a timing chart at the time of shooting control when performing imager AF every time focusing is performed, and FIG. 8B is a diagram illustrating a high-speed focusing operation according to the first embodiment of the present invention; 8C is a timing chart at the time of shooting control when the image forming technology is applied, and FIG. 8C is a timing chart at the time of shooting control when the shooting lens is returned to the original position when shooting is completed.
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a subject distance and a focus position in a zoom lens.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure of focusing control when the photographing lens is a zoom lens.
11A is a diagram illustrating a shooting scene before a subject moves, and FIG. 11B is a diagram illustrating a shooting scene after a subject moves.
FIG. 12 is a flowchart illustrating a procedure of focus control of the camera according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram relating to a time lag from when a release switch is turned ON to when exposure is actually performed.
FIG. 14 is a graph showing a relationship between a position of a subject and a focus position.
[Explanation of symbols]
1 Microprocessor (CPU)
1a Release switch
2,2a, 2b light receiving lens
3a, 3b sensor array
4 Distance measuring unit
4a, 8 analog / digital (A / D) converter
4b Distance calculation unit
5 Shooting lens
6. Lens drive (LD) section
7 Image sensor
9 Image processing unit
10 Recording media
11 Light source

Claims

An image sensor that converts a subject image obtained through a shooting lens into an electric signal,
Contrast detection means for detecting the contrast of the subject from the output of the image sensor;
A subject distance detecting unit that is provided in a different optical path from the photographing lens and detects a distance to the subject;
The position of the taking lens is controlled based on the distance to the subject detected by the subject distance detecting means, and the contrast of the subject at the taking lens position is detected by the contrast detecting means. A first focus position determining means for detecting the contrast of the subject by the contrast detecting means at the taking lens position, and determining a first focus position of the taking lens based on a change in the detected contrast of the subject;
After determining the first focus position by the first focus position determination means, continuously, the distance of the subject, the first focus position, and the distance of the subject newly detected by the subject distance detection means, Second focus position determining means for determining a second focus position of the taking lens based on
A camera comprising:

The second focus position determination means has a determination means for determining a moving direction of the photographing lens, and corrects backlash in accordance with a determination result of the determination means to determine a focus position. The camera according to claim 1.

The shooting lens is a zoom lens,
2. The camera according to claim 1, wherein the second focus position determining means determines a focus position in consideration of a result of changing a focal length due to zooming of the zoom lens.

A distance measuring device that obtains the subject distance using an optical system different from the photographing lens,
A focus position detection device that obtains a focus position of a subject based on contrast information obtained through the photographing lens;
A release switch operated at a timing to start shooting a subject,
The object distance obtained by operating the distance measuring device before the release switch is operated, the focus position obtained by operating the focus position detecting device, and the distance obtained by operating the distance measuring device after operating the release switch are obtained. Calculation control means for calculating the focus position of the photographing lens from the subject distance,
A camera comprising:

Imaging means for converting a subject image incident via a shooting lens into an electric signal,
Contrast detection means for detecting contrast information from the output of the imaging means,
First focus control means for adjusting a first focus position of the photographing lens based on contrast information detected by the contrast detection means;
Subject distance detecting means for detecting a subject distance using an optical path different from the photographing lens,
Second focus control means for adjusting a second focus position of the photographing lens based on the subject distance detected by the subject distance detection means;
With
In the first focus adjustment operation, after the second focus position adjustment is performed by the second focus control unit, the first focus position adjustment is performed by the first focus control unit, and in the subsequent focus adjustment operation, Is based on a relationship between the focal position of the photographing lens after the second focal position adjustment in the first focus adjusting operation and the focal position of the photographing lens after the first focal position adjustment. A camera, wherein the focus position is adjusted by correcting the focus position controlled by the control means.

Imaging means for converting a subject image incident via a shooting lens into an electric signal,
Contrast detection means for detecting contrast information from the output of the imaging means,
First focus control means for adjusting a focus position of the photographing lens based on contrast information detected by the contrast detection means;
Subject distance detecting means for detecting a subject distance using an optical path different from the photographing lens,
Second focus control means for adjusting the focus position of the taking lens based on the subject distance detected by the subject distance detection means;
With
In the first focus adjustment operation, the first and second focus control means are used together to perform focus adjustment. In the subsequent focus adjustment operation, the focus position determined by the first focus control means and the second focus control means are adjusted. A camera wherein the focus position is adjusted by the second focus control means based on a relationship with the focus position determined by the focus control means.

Imaging means for converting a subject image incident via a shooting lens into an electric signal,
Contrast detection means for detecting contrast information from the output of the imaging means,
Subject distance detecting means for detecting a subject distance using an optical path different from the photographing lens,
With
First, a first focus adjustment operation is performed on the photographing lens using the outputs of the subject distance detecting means and the contrast detecting means. Thereafter, when the output of the subject distance detecting means or the contrast detecting means is under a predetermined condition, Wherein the camera performs a second focus adjustment operation on the photographing lens using only the output of the subject distance detection means.